C++ 简介

标准的 C++ 由三个重要部分组成：

• 核心语言，提供了所有构件块，包括变量、数据类型和常量，等等。
• C++ 标准库，提供了大量的函数，用于操作文件、字符串等。
• 标准模板库（STL），提供了大量的方法，用于操作数据结构等。

其中向对象程序设计包含四大特性：封装、抽象、继承、多态。

C++ 支持多种编程风格。您可以使用 Fortran、C、Smalltalk 等任意一种语言的编程风格来编写代码。每种风格都能有效地保证运行时间效率和空间效率。

C++基于现有的传承性，当前主要用来编写设备驱动程序和其他要求实时性的硬件操作软件，操作系统中很多常用接口都是直接使用C++编写的。当然C++也不是不可以用来编写界面程序，基于QT架构开发比较多见。

ANSI 标准是为了确保 C++ 的便携性 —— 您所编写的代码在 Mac、UNIX、Windows、Alpha 计算机上都能通过编译。由于 ANSI 标准已稳定使用了很长的时间，所有主要的 C++ 编译器的制造商都支持 ANSI 标准。表中给出了各个C++标准发布的详细日期。

向对象程序最关键的地方在于必须能够表现三大特性：封装，继承，多态！
封装指的是类中的敏感数据在外界是不能访问的；继承指的是可以对已经存在的类
进行代码复用，并使得类之间存在父子关系；多态指的是相同的调用语句可以产生
不同的调用结果。因此，如果希望用 C 语言完成面向对象的程序，那么肯定的，

必须实现这三个特性；否则，最多只算得上基于对象的程序（程序中能够看到对象
的影子，但是不完全具备面向对象的 3 大特性）。

课程中通过 void* 指针保证具体的结构体成员是不能在外界被访问的，以
此模拟 C++ 中 private 和 protected。因此，在头文件中定义了如下的语句：
　　typedef void Demo;
　　typedef void Derived;
Demo 和 Derived 的本质依旧是 void， 所以，用 Demo* 指针和 Derived* 指针

指向具体的对象时，无法访问对象中的成员变量，这样就达到了“外界无法访问类
中私有成员”的封装效果！

　　继承的本质是父类成员与子类成员的叠加，所以在用 C 语言写面向对象程
序的时候，可以直接考虑结构体成员的叠加即可。课程中的实现直接将 struct
ClassDemo d 作为 struct ClassDerived 的第一个成员，以此表现两个自定义数
据类型间的继承关系。因为 struct ClassDerived 变量的实际内存分布就是由

struct ClassDemo 的成员以及 struct ClassDerived 中新定义的成员组成的，这

样就直接实现了继承的本质，所以说 struct ClassDerived 继承自 struct
ClassDemo。

　　下一步要实现的就是多态了！多态在 C++ 中的实现本质是通过虚函数表完
成的，而虚函数表是编译器自主产生和维护的数据结构。因此，接下来要解决的问
题就是如何在 C 语言中自定义虚函数表？课程中认为通过结构体变量模拟 C++
中的虚函数表是比较理想的一种选择，所以有了下面的代码：

struct VTable
{
　　int (*pAdd)(void*, int);
};

　　必须要注意的是，课程中由于复制粘贴的缘故，误将 pAdd 指针的类型定义成了
int (*)(Derived*, int) ， 这从 C 语言的角度算不上错误，因为 Derived* 的本质就
是 void* ， 所以编译运行都没有问题。但是，从面向对象的角度，这里可以说是
一种语义上的错误！因为 pAdd 必须可以指向父类中定义的 Add 函数版本，也可
以指向子类中定义的 Add 函数版本，所以说用 Derived* 作为第一个参数表示实
际对象并不合适，应该直接使用 void* 。

　　有了类型后就可以定义实际的虚函数表了，在 C 语言中用具有文件作用域
的全局变量表示实际的虚函数表是最合适的，因此有了下面的代码：

// 父类对象使用的虚函数表

static struct VTable g_Demo_vtbl =
{
　　Demo_Virtual_Add
};
// 子类对象使用的虚函数表
static struct VTable g_Derived_vtbl =
{
　　Derived_Virtual_Add
};

　　每个对象中都拥有一个指向虚函数表的指针，而所有父类对象都指向
g_Demo_vtbl，所以所有子类对象都指向 g_Derived_vtbl。当一切就绪后，实际
调用虚函数的过程就是通过虚函数表中的对应指针来完成的。