C++ สมัยใหม่และวิธีเทียบเคียงใน C

การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (OOP)

C++ มี class และ virtual function โดยตรง ส่วน C ใช้ struct และ function pointer

การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุใน C++ คืออะไร?

OOP จัดโปรแกรมรอบออบเจ็กต์ที่มีสถานะ invariant และพฤติกรรม C++ มี class, access control, inheritance และ virtual dispatch ส่วน C ต้องสร้างอย่างชัดเจน

หลักสำคัญสี่ข้อของ OOP

  • Encapsulation ปกป้อง invariant ด้วยการควบคุมสถานะภายใน
  • Abstraction เปิดเผย public interface ขนาดเล็ก
  • Inheritance ทำให้สัญญาของ base class มีความเฉพาะเจาะจง
  • Polymorphism เลือกพฤติกรรมจริงผ่าน virtual call

C และ C++ แสดงการออกแบบอย่างไร

C

C รวม struct กับ function pointer และใช้ข้อตกลงกับ API ดูแล invariant และ ownership

C++

C++ ใช้ private state, inheritance และ override โดย compiler ตรวจสอบ

คำแนะนำ: base class แบบ polymorphic ควรมี virtual destructor หลีกเลี่ยง raw pointer ที่เป็นเจ้าของและเลือก composition ก่อน

ตัวอย่างโค้ด C และ C++

C
รันโค้ด →
main.c
#include <stdio.h>

typedef struct Account Account;
typedef void (*MonthEnd)(Account *account);

struct Account {
    const char *owner;
    double balance;
    double interest_rate;
    MonthEnd month_end;
};

void standard_month_end(Account *account) {
    (void)account;
}

void savings_month_end(Account *account) {
    account->balance *= 1.0 + account->interest_rate;
}

void print_account(Account *account) {
    account->month_end(account);
    printf("%s: %.2f\n", account->owner, account->balance);
}

int main(void) {
    Account accounts[] = {
        {"Ada", 150.0, 0.0, standard_month_end},
        {"Lin", 200.0, 0.05, savings_month_end}
    };

    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        print_account(&accounts[i]);
    }
    return 0;
}
ผลลัพธ์ที่คาดหวัง
Ada: 150.00
Lin: 210.00
C++
รันโค้ด →
main.cpp
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <string>
#include <utility>
#include <vector>

class Account {
    std::string owner_;
    double balance_;

protected:
    void add_balance(double amount) { balance_ += amount; }

public:
    Account(std::string owner, double balance)
        : owner_(std::move(owner)), balance_(balance) {}

    virtual ~Account() = default;
    virtual void month_end() {}

    const std::string& owner() const { return owner_; }
    double balance() const { return balance_; }
};

class SavingsAccount final : public Account {
    double interest_rate_;

public:
    SavingsAccount(std::string owner, double balance, double rate)
        : Account(std::move(owner), balance), interest_rate_(rate) {}

    void month_end() override {
        add_balance(balance() * interest_rate_);
    }
};

int main() {
    Account standard("Ada", 150.0);
    SavingsAccount savings("Lin", 200.0, 0.05);
    std::vector<Account *> accounts{&standard, &savings};

    std::cout << std::fixed << std::setprecision(2);
    for (Account *account : accounts) {
        account->month_end();
        std::cout << account->owner() << ": "
                  << account->balance() << '\n';
    }
}
ผลลัพธ์ที่คาดหวัง
Ada: 150.00
Lin: 210.00

เปรียบเทียบ C และ C++

C เก็บสถานะและ function pointer ใน struct ส่วน C++ เก็บยอดเงินเป็น private สืบทอดอินเทอร์เฟซและ override virtual function โค้ดฝั่งเรียกไม่ต้องตรวจชนิดจริง

C

C ใช้ prefix, callback, macro และ context struct

C++

ภาษาให้ abstraction ที่มี scope และ type-safe

แบบฝึกหัด

รันทั้งสองเวอร์ชันแล้วแก้ไขเพื่อสังเกตความแตกต่างของภาษา

  • เขียนกลไก C ก่อน
  • แทน manual cleanup ด้วย RAII
  • ตรวจ allocation และ virtual dispatch