从C语言的面向过程编程过渡理解面向对象编程风格中的封装

 在C语言中，我们解决一个问题通常是采用在了解了问题如何解决后，设置一个一个的函数，依次调用实现不同的功能的函数从而解决问题，这种编程风格就叫做面向过程。
 除此之外，还有一种叫做面向对象的编程风格被广泛的使用，面向对象采用基于对象的概念建立模型，对现实世界进行模拟，不仅能使我们的代码结构更加紧凑，精简且富有逻辑，很多耳熟能详的高级语言都采用的是面向对象的编程风格，例如C++，Java,python等。

什么是面向对象呢？本文将用C语言的方式来实现，并与面向过程实现的的方法进行比较。
面向对象的编程具有以下三种特性，封装，继承和多态。
以学校为场景，首先来介绍封装。
 学校里必定有很多学生，每个学生都有自己的属性，例如姓名，学号，性别，分数等。
我们自然会设置一个结构体用来表示学生

typedef struct student
{
	int id;
	char name[20];
	int gender;
	int mark;
}Stu;

为了给每个学生设置学号，我们自然要写一个函数，用来给每一位学生添加自己的学号。
通过一个学生的入学年份，班级，序号生成该学生的id。函数如下

int makeStudentId(int year, int classNum, int serialNum)
{
	char buffer[20];
	sprintf(buffer, "%d%d%d", year, classNum, serialNum);
	int id = atoi(buffer);//将字符串化作一个完整的数组。
	return id;
}

atoi函数将一串数字字符转移为一个整形，使用该函数需要包含头文件stdlib.h。
sprint函数将后置内容放在字符串而不是直接打印到输出台，详见C语言文件操作。
学生的性别用整形来表示，如果0就是男，1就是女。
需要两个函数进行整形和男女之间的转化。

const char* numGenderToStrGender(int numGerder)
{
	if (numGerder == 0)
	{
		return "男";
	}
	else if (numGerder == 1)
	{
		return "女";
	}
	return "未知";
}

int strGenderToNumGender(const char* strGender)
{
	int numGender;
	if (strcmp("男", strGender) == 0)//比较
	{
		numGender = 0;//0代表男
	}
	else if (strcmp("女", strGender) == 0)
	{
		numGender = 1;//1代表女
	}
	else
	{
		numGender = -1;//未知类型
	}
	return numGender;
}

正如其名，第一个函数是将整形数据转化为字符男，女，第二个函数是将字符男女转化为整形。

 将结构体和函数声明放在另一个文件，school.h，函数放在school.cpp中，就可以在test.c文件中使用为学生设置其独有属性。

这里设置小明的学号生成函数，性别转化函数从而实现需求。
我么看头文件中的代码

typedef struct student
{
	int id;
	char name[20];
	int gender;
	int mark;
}Stu;
int makeStudentId(int year, int classNum, int serialNum);
const char* numGenderToStrGender(int numGerder);
int strGenderToNumGender(const char* strGender);

结构体被称作数据，而函数被称为方法，在面向过程的编程风格中，方法和数据是分离的，函数不能直接操作数据，我们需要拿到函数的返回值再给数据赋值。

面向对象编程风格的第一大特性就是封装，他希望方法能够直接操作数据，而不是通过借助返回值的方法操作数据，将方法和数据结合起来构成一个整体，而这个整体就叫做对象。即对象包含数据和方法。

命名·规则：
一般来说获取数据的方法称作getXXX。设置数据的方法称作setXXX。
现在我们来修改上边的函数
将函数的第一个参数设置为结构体指针，修改函数名如上边的规则。

void setStudentId(Stu * stu,int year, int classNum, int serialNum);
const char* getStrGender(Stu* stu);
void setGender(Stu* stu,const char* strGender);

函数体内同样要发生变化

void setStudentId(Stu* stu, int year, int classNum, int serialNum)//无需返回值，返回值类型改为void
{
	char buffer[20];
	sprintf(buffer, "%d%d%d", year, classNum, serialNum);
	int id = atoi(buffer);//将字符串化作一个完整的数组。
	//return id;不需要返回Id的值了。
	stu->id = id;//直接操作数据
}
const char* getStrGender(Stu* stu)
{
	if (stu->gender == 0)
	{
		return "男";
	}
	else if (stu->gender == 1)//直接使用结构体中的gender进行判断
	{
		return "女";
	}
	return "未知";
}

void setGender(Stu* stu, const char* strGender)
{
	int numGender;
	if (strcmp("男", strGender) == 0)//比较
	{
		numGender = 0;//0代表男
	}
	else if (strcmp("女", strGender) == 0)
	{
		numGender = 1;//1代表女
	}
	else
	{
		numGender = -1;//未知类型
	}
	stu->gender = numGender;
}

使用如下：

现在函数已经可以直接操作数据了，但是函数和数据仍然是两个独立的部分。
我们要将函数和数据结合在一起，这样整个整体就叫做对象，函数称为属于这个对象的方法。
 大多数面向对象的语言，都提供了这样的格式调用一个对象的方法。C++会自动将一个对象指针this作为方法的参数，而C语言不支持，所以我们要手动传对象指针。

例如

这样就可以调用setGender函数，在参数里传入男，方法就可以将男转化为整型，并设置到对象stu中，通过这种方法就可以将数据和方法结合。

通过对象点加方法的形式，就可以在对象数据中获取整形表示的性别，并返回性别对应的字符串，我们可以借助函数指针。

typedef struct student
{
	//声明函数指针
	void (*setStudentId)(Stu* stu, int year, int classNum, int serialNum);
	const char* (*getStrGender)(Stu* stu);
	void (*setGender)(Stu* stu, const char* strGender);

	int id;
	char name[20];
	int gender;
	int mark;
}Stu;

函数指针都是函数名前加上*好这种格式来编写的，为了让函数指针有正确的指向，我们许哟一个初始化函数，将函数指针初始化。

void initStudent(struct student* s)//初始化结构体
{
	s->setGender = setGender;//用之前定义好的三个函数将三个函数指针初始化。
	s->getStrGender = getStrGender;
	s->setStudentId = setStudentId;
}

现在我们就可以使用对象.方法的形式调用该方法的对象了。
如图

下一篇文章会在此基础上讲解继承和多态，希望大家一起进步。