C语言模拟面向对象三大特性与C++实现对比

、封装（Encapsulation）

C语言实现

C语言通过结构体和访问控制函数实现封装，通常将结构体定义放在.c文件中隐藏实现细节，头文件只声明结构体指针和操作函数。

头文件（encapsulation.h）：

代码语言：c

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#ifndef ENCAPSULATION_H
#define ENCAPSULATION_H

// 前向声明，隐藏结构体细节
typedef struct Person Person;

// 构造函数
Person* Person_create(const char* name, int age);

// 析构函数
void Person_destroy(Person* person);

// 访问器函数
const char* Person_getName(Person* person);
int Person_getAge(Person* person);

// 修改器函数
void Person_setAge(Person* person, int age);

// 成员函数
void Person_greet(Person* person);

#endif // ENCAPSULATION_H

实现文件（encapsulation.c）：

代码语言：c

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#include "encapsulation.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// 结构体定义在.c文件中，外部无法直接访问成员
struct Person {
    char name[50];
    int age;
};

Person* Person_create(const char* name, int age) {
    Person* person = (Person*)malloc(sizeof(Person));
    if (person) {
        strncpy(person->name, name, sizeof(person->name) - 1);
        person->name[sizeof(person->name) - 1] = '\0';
        person->age = age;
    }
    return person;
}

void Person_destroy(Person* person) {
    free(person);
}

const char* Person_getName(Person* person) {
    return person ? person->name : NULL;
}

int Person_getAge(Person* person) {
    return person ? person->age : -1;
}

void Person_setAge(Person* person, int age) {
    if (person) {
        person->age = age;
    }
}

void Person_greet(Person* person) {
    if (person) {
        printf("Hello, I'm %s, %d years old.\n", person->name, person->age);
    }
}

C++实现

C++通过class关键字和访问修饰符（public/private/protected）直接支持封装。

代码语言：cpp

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#include <iostream>
#include <string>

class Person {
private:
    std::string name;
    int age;

public:
    // 构造函数
    Person(const std::string& name, int age) : name(name), age(age) {}

    // 析构函数
    ~Person() {}

    // 访问器
    std::string getName() const { return name; }
    int getAge() const { return age; }

    // 修改器
    void setAge(int age) { this->age = age; }

    // 成员函数
    void greet() const {
        std::cout << "Hello, I'm " << name << ", " << age << " years old." << std::endl;
    }
};

原理对比

封装机制：两者都通过隐藏数据成员（C语言通过不透明指针，C++通过private访问控制）和提供公共接口实现封装。
实现差异：C语言需要手动管理内存（malloc/free），而C++有构造/析构函数自动管理；C++的访问控制更严格，编译期检查访问权限。