Как мне структурировать сложные проекты на C? [закрыто]

У меня немного больше, чем навыки C на начальном уровне, и я хотел бы знать, существуют ли какие-либо де-факто «стандарты» для структурирования довольно сложных приложений на C. Даже на основе графического интерфейса пользователя.

Я всегда использовал парадигму объектно-ориентированного программирования в Java и PHP, и теперь, когда я хочу изучить C, я боюсь, что могу неправильно структурировать свои приложения. Я не понимаю, каким руководящим принципам следовать, чтобы иметь модульность, разделение и сухость с процедурным языком.

Есть ли у вас какие-нибудь чтения? Я не смог найти ни одной прикладной платформы для C, даже если я не использую фреймворки, я всегда находил хорошие идеи, просматривая их код.

Ключ - модульность. Это проще спроектировать, реализовать, скомпилировать и поддерживать.

• Определите модули в своем приложении, например классы в объектно-ориентированном приложении.
• Отдельный интерфейс и реализация для каждого модуля, вставьте в интерфейс только то, что нужно другим модулям. Помните, что в C нет пространства имен, поэтому вам нужно сделать все в ваших интерфейсах уникальным (например, с префиксом).
• Скрыть глобальные переменные в реализации и использовать функции доступа для чтения / записи.
• Не думайте о наследовании, а о композиции. Как правило, не пытайтесь имитировать C ++ в C, это будет очень трудно читать и поддерживать.

Если у вас есть время на обучение, посмотрите, как структурировано приложение Ada, с его обязательными package(интерфейс модуля) и package body(реализация модуля).

Это для кодирования.

Для поддержки (помните, что вы кодируете один раз, но поддерживаете несколько раз) я предлагаю задокументировать ваш код; Doxygen - хороший выбор для меня. Я также предлагаю создать надежный набор регрессионных тестов, который позволит вам провести рефакторинг.

Распространено заблуждение, что методы объектно-ориентированного программирования не могут быть применены в C. Большинство может - просто они немного более громоздки, чем в языках с синтаксисом, предназначенным для работы.

Одна из основ проектирования надежной системы - это инкапсуляция реализации за интерфейсом. FILE*и функции, которые с ним работают ( fopen()и fread()т. д.), являются хорошим примером того, как инкапсуляция может применяться в C для создания интерфейсов. (Конечно, поскольку C не имеет спецификаторов доступа, вы не можете обеспечить, чтобы никто не заглядывал внутрь a struct FILE, но только мазохист мог бы это сделать.)

При необходимости полиморфное поведение может быть реализовано в C с использованием таблиц указателей на функции. Да, синтаксис уродливый, но эффект такой же, как у виртуальных функций:

struct IAnimal {
    int (*eat)(int food);
    int (*sleep)(int secs);
};

/* "Subclass"/"implement" IAnimal, relying on C's guaranteed equivalence
 * of memory layouts */
struct Cat {
    struct IAnimal _base;
    int (*meow)(void);
};

int cat_eat(int food) { ... }
int cat_sleep(int secs) { ... }
int cat_meow(void) { ... }

/* "Constructor" */
struct Cat* CreateACat(void) {
    struct Cat* x = (Cat*) malloc(sizeof (struct Cat));
    x->_base.eat = cat_eat;
    x->_base.sleep = cat_sleep;
    x->meow = cat_meow;
}

struct IAnimal* pa = CreateACat();
pa->eat(42);                       /* Calls cat_eat() */

((struct Cat*) pa)->meow();        /* "Downcast" */

Все хорошие ответы.

Я бы только добавил «минимизировать структуру данных». Это может быть даже проще в C, потому что если C ++ - это «C с классами», ООП пытается побудить вас взять каждое существительное / глагол в своей голове и превратить его в класс / метод. Это может быть очень расточительным.

Например, предположим, что у вас есть массив значений температуры в определенные моменты времени, и вы хотите отобразить их в виде линейной диаграммы в Windows. В Windows есть сообщение PAINT, и когда вы его получите, вы можете в цикле пройти по массиву, выполняя функции LineTo, масштабируя данные по мере продвижения, чтобы преобразовать их в координаты пикселей.

Что я видел слишком много раз, так это то, что поскольку диаграмма состоит из точек и линий, люди будут создавать структуру данных, состоящую из точечных объектов и линейных объектов, каждый из которых может выполнять DrawMyself, а затем сделать это постоянным, исходя из теории, что эта каким-то образом «более эффективен», или что им, возможно, придется иметь возможность наводить указатель мыши на части диаграммы и отображать данные в числовом виде, поэтому они встраивают методы в объекты, чтобы справиться с этим, и это, конечно, включает создание и удаление еще большего количества объектов.

Таким образом, вы получаете огромное количество кода, который настолько удобочитаем, что просто тратит 90% своего времени на управление объектами.

Все это делается во имя «хорошей практики программирования» и «эффективности».

По крайней мере, в C простой и эффективный способ будет более очевидным, а искушение построить пирамиды менее сильным.

В кодирования GNU стандарты развивались в течение нескольких десятилетий. Было бы неплохо их прочитать, даже если вы не следуете им в точности. Обдумывание поднятых в них вопросов дает вам более прочную основу для структурирования собственного кода.

Если вы знаете, как структурировать свой код на Java или C ++, вы можете следовать тем же принципам с кодом C. Единственное отличие состоит в том, что у вас нет компилятора и вам нужно делать все вручную вручную.

Поскольку пакетов и классов нет, вам нужно начать с тщательной разработки модулей. Наиболее распространенный подход - создать отдельную исходную папку для каждого модуля. Вам нужно полагаться на соглашения об именах, чтобы различать код между разными модулями. Например, префикс всех функций с именем модуля.

У вас не может быть классов с C, но вы можете легко реализовать «абстрактные типы данных». Вы создаете файлы .C и .H для каждого абстрактного типа данных. Если вы предпочитаете, у вас может быть два файла заголовков, один публичный и один частный. Идея состоит в том, что все структуры, константы и функции, которые необходимо экспортировать, попадают в общедоступный файл заголовка.

Ваши инструменты тоже очень важны. Полезным инструментом для C является lint , который может помочь вам найти неприятный запах в вашем коде. Еще один инструмент, который вы можете использовать, - это Doxygen, который может помочь вам в создании документации .

Инкапсуляция всегда является ключом к успешной разработке, независимо от языка разработки.

Уловка, которую я использовал для инкапсуляции «частных» методов в C, заключается в том, чтобы не включать их прототипы в файл «.h».

Я предлагаю вам ознакомиться с кодом любого популярного проекта C с открытым исходным кодом, например ... хм ... ядра Linux или Git; и посмотрите, как они это организуют.

Правило числа для сложных приложений: оно должно быть легко читаемым.

Чтобы упростить сложное приложение, я использую « Разделяй и властвуй» .

Я бы посоветовал в качестве первого шага прочитать учебник C / C ++. Например, C Primer Plus - хороший пример. Просмотр примеров даст вам представление о том, как сопоставить ваш объектно-ориентированный объект Java с более процедурным языком, таким как C.