C 结构和 Java 类有什么区别？

我是 Java 的新手，但对 C 有点熟悉。我想知道——C 结构和 Java 对象以及调用它们的方法之间有什么区别？或者完全等价？

例如，自行车结构：

class BicycleDemo {
     public static void main(String[] args) {

          // Create two different Bicycle objects
          Bicycle bike1 = new Bicycle();
          Bicycle bike2 = new Bicycle();

          // Invoke methods on those objects
          bike1.changeCadence(50);
          bike1.speedUp(10);
          bike1.changeGear(2);
          bike1.printStates();

          bike2.changeCadence(50);
          bike2.speedUp(10);
          bike2.changeGear(2);
          bike2.changeCadence(40);
          bike2.speedUp(10);
          bike2.changeGear(3);
          bike2.printStates();
     }
}

我之所以这么问，是因为它们看起来太相似了！谢谢！

如果您不考虑方法重写，那么您可以将 Java 类和方法视为一对 C 风格struct以及一组对这些进行操作的函数structs。例如，如果你有一个这样的类：

 public class MyJavaClass {
       private int x;
       public int getX() {
           return x;
       }
       public int setX(int value) {
           x = value;
       }
 }

这与编写 C 代码类似：

struct MyJavaClass {
    int x;
};

int MyJavaClass_getX(struct MyJavaClass* this) {
    return this->x;
}
void MyJavaClass_setX(struct MyJavaClass* this, int value) {
    this->x = value;
}

主要思想是方法类似于将接收者对象作为隐式“this”参数的函数。在 C 中，您必须显式地将接收者作为参数传递给函数，而在 Java 中，这是通过隐式完成的object.method() syntax.

如果您开始引入方法重写，这会变得有点复杂，因为您在对象上调用的方法取决于dynamic对象的类型，而不是static类型。模拟这种情况的一种方法是使用称为vtable or 虚函数表，因C++而得名virtual关键词。这个想法是，每个对象存储一个指向函数指针表的指针，每个函数都有一个可以被重写的指针，并且当在对象上调用方法时，从表中选择适当的函数指针并调用。因此，更准确地说，上面的 Java 对象可能看起来像这样：

struct MyJavaClass_Vtable {
    void (*getX)(struct MyJavaClass* this);
    void (*setX)(struct MyJavaClass* this, int value);
};

struct MyJavaClass {
    struct MyJavaClass_Vtable* vtable;
    int x;
};

int MyJavaClass_getX(struct MyJavaClass* this) {
    return this->x;
}
void MyJavaClass_setX(struct MyJavaClass* this, int value) {
    this->x = value;
}

/* A global instance of the vtable for MyJavaClass */
struct MyJavaClass_Vtable MyJavaClassVtableInstance = {
    &MyJavaClass_getX,
    &MyJavaClass_setX
};

每当你创建一个实例时MyJavaClass，您可以设置其 vtable 执行如下操作：

struct MyJavaClass* mjc = malloc(sizeof *mjc);
mjc->vtable = &MyJavaClassVtableInstance;

然后，当调用这样的函数时（在 Java 中）：

myJavaClass.getX();

在C中它看起来像

myJavaClass->vtable->getX(myJavaClass);

所以从某种意义上说，Java 类只是一个带有一些额外元信息的结构。当然，对于程序员来说，它看起来完全不同 - 有封装、多态性、更严格的类型系统等 - 但在本机代码级别，常规 C 结构和 Java 类可能看起来非常相似。

希望这可以帮助！