标准C的面向对象编程能力扩展

摘要

随着嵌入式硬件的发展,嵌入式软件系统规模迅速膨胀,一方面过程式编程语言跟不上发展的需求,另一方面现有面向对象语言在嵌入式系统下的使用存在不少障碍.这些障碍产生于开发人员、开发工具、以及面向对象语言本身复杂性等.由于C1的高效、简洁、移植性强的特点,它目前仍然是嵌入式系统开发的首选高级语言.因此,很多嵌入式平台几乎都对C的开发有完善支持,比如交叉调试、变量查看和断点调试等.为了既能最大限度保持C的优点,又能最大限度利用原有嵌入式系统的开发资源进行面向对象编程,本论文在分析C如何映射面向对象编程语义的基础上,利用C的宏对C进行面向对象编程能力扩展,使C成为支持面向对象编程风格(paradigm)的Object-C宏语言.最后,通过Object-C的实例来验证其对面向对象编程风格的支持效果.论文一共分为六章:第一章论文的研究背景与意义,以及面向对象的主要特性与面向对象编程语言.第二章在考察编程风格的基础上,深入讨论如何映射C的编程语义到面向对象编程语义.第三章讨论对象模型及其元类实现方式,接着分析如何使用C的宏将C扩展为支持面向对象编程风格的Object-C宏语言.第四章为完善Object-C,讨论如何为Object-C增加诸如类型安全支持、内存泄漏检测等.第五章通过Object-C的测试实例,讨论Object-C对面向对象编程风格的支持效果.第六章Object-C的GUI开发实例与论文总结

目录

文摘

英文文摘

第1章引言

1.1本课题的研究背景与意义

1.2论文的主要内容

1.3面向对象的主要特性

1.4面向对象方法与传统方法的比较

1.5面向对象编程(OOP)

1.5.1面向对象编程的几个重要概念

1.5.2支持面向对象编程风格的语言特征

第2章编程风格与C到OOP语义的映射机制

2.1编程风格

2.1.1过程式编程风格

2.1.2数据隐藏(模块)风格

2.1.3数据抽象风格

2.1.4面向对象编程风格

2.2 C到OOP语义的映射机制

2.2.1抽象数据类型的C表达

2.2.2类、对象、多态语义的C表达

2.2.3继承语义的C表达

2.2.4消息语义的C表达

第3章Object-C宏语言的实现

3.1对象模型

3.1.1简单对象模型

3.1.2函数成员表驱动对象模型

3.1.3 Object-C的对象模型

3.2元类及其接口

3.2.1元类的接口

3.2.2元类接口的使用

3.2.3元类接口的基本实现

3.3 Object-C宏语言

3.3.1 Object-C的宏语法实现

3.3.2 Object-C的体系结构

第4章Object-C的改善

4.1运行期的类型安全支持

4.2内存泄漏检测支持

4.3多任务/多线程环境支持分析

4.3 Object-C的移植性分析

4.4 Object-C的调试版本与发布版本

第5章Object-C的测试

5.1封装性测试

5.2继承与多态性测试

5.3运行期类型安全支持测试

5.4内存泄漏检测支持测试

5.5 Object-C的测试结果分析

5.6 Object-C发行版的时空效率的初步分析

第6章应用实例与结论

6.1 Object-C的嵌入式GUI开发实例

6.2总结

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间参与的科研项目

攻读硕士学位期间发表的论文