C++面向对象三大特性——封装与信息隐蔽

4.1 封装（实现手段——class）

有意义的事物都可以抽象。在抽象类的时候不要想着代码是怎么实现，而是用自然语言去分析逻辑即可！否则极易出错。

4.1.1 封装的意义

封装是C++面向对象三大特性之一，通过对客观事物的抽象，分析事物的本质特征，总结和提炼事物的行为和属性，并用类和对象表示的过程。

封装的意义：

• 将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物
• 将属性和行为加以权限控制

封装意义一：

在设计类的时候，属性和行为写在一起，表现事物

语法： class 类名{ 访问权限： 属性 / 行为 };

示例1：设计一个圆类，求圆的周长

示例代码：

#include
using namespace std;
//圆周率
#define PI 3.14//1、封装的意义
//将属性和行为作为一个整体，用来表现生活中的事物//封装一个圆类，求圆的周长
//class代表设计一个类，后面跟着的是类名
class Circle
{
public:  //访问权限  公共的权限//属性int r;//半径//行为//获取到圆的周长double calculateZC(){//2 * pi  * r//获取圆的周长return  2 * PI * r;}
};int main() {//通过圆类，创建圆的对象// c1就是一个具体的圆Circle c1;c1.r = 10; //给圆对象的半径 进行赋值操作//2 * pi * 10 = = 62.8cout << "圆的周长为： " << c1.calculateZC() << endl;return 0;
}

示例2：设计一个学生类，属性有姓名和学号，可以给姓名和学号赋值，可以显示学生的姓名和学号

示例2代码：

//学生类
class Student {
public://通过成员函数给成员属性赋值void setName(string name) {m_name = name;}void setID(int id) {m_id = id;}
//通过成员函数来输出成员属性void showStudent() {cout << "name:" << m_name << " ID:" << m_id << endl;}
public:string m_name;int m_id;
};int main() {Student stu;stu.setName("德玛西亚");stu.setID(250);stu.showStudent();return 0;
}

注：对于类内的属性和行为，统一称为成员；
属性 ：又称成员属性、成员变量；
行为 ：又称成员函数、成员方法。

封装意义二：

类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下，加以控制

访问控制：

1. public 公共权限 （成员在类内、类外都可以访问）
2. private 私有权限 （本类（不是本对象）或友元可以访问）
3. protected 保护权限（对本类相当于private，对派生类以后再讲解）

4.不可访问：以后再讲解

示例：

class Person
{//姓名  公共权限
public:string m_Name;//汽车  保护权限
protected:string m_Car;//银行卡密码  私有权限
private:int m_Password;public:void func(){m_Name = "张三";m_Car = "拖拉机";m_Password = 123456;}
};int main() {Person p;p.m_Name = "李四";//p.m_Car = "奔驰";  //保护权限类外访问不到//p.m_Password = 123; //私有权限类外访问不到return 0;
}

4.1.2 struct和class区别

在C++中 struct和class唯一的区别就在于 默认的访问权限不同

区别：

• struct 默认权限为公共
• class 默认权限为私有

示例：

class C1
{int  m_A; //默认是私有权限
};struct C2
{int m_A;  //默认是公共权限
};int main() {C1 c1;c1.m_A = 10; //错误，访问权限是私有C2 c2;c2.m_A = 10; //正确，访问权限是公共return 0;
}

4.1.3 成员属性设置为私有

建议：class中的属性都设置为private,在private外再设置public接口来设置成员行为

优点1：将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限
（可读可写/只读/只写）
优点2：对于写权限，我们可以检测数据的有效性

示例：

class Person {
public://姓名设置可读可写void setName(string name) {m_Name = name;}string getName(){return m_Name;}//获取年龄 int getAge() {return m_Age;}//设置年龄void setAge(int age) {if (age < 0 || age > 150) {return;}m_Age = age;}//情人设置为只写void setLover(string lover) {m_Lover = lover;}private:string m_Name; //可读可写  姓名int m_Age; //只读  年龄string m_Lover; //只写  情人
};int main() {Person p;//姓名设置p.setName("张三");cout << "姓名： " << p.getName() << endl;//年龄设置p.setAge(50);cout << "年龄： " << p.getAge() << endl;//情人设置p.setLover("Lucy");//cout << "情人： " << p.m_Lover << endl;  //只写属性，不可以读取return 0;
}

注：
1、读即为get,意为输出；写即为set，意为传入/修改数据
2、类可以嵌套：
示例 :

class point{
public:
//设置x:
void set_x(int x){m_x = x;
}
//获取x
int get_x(){return m_x;
}private:int m_x;int m_y;
};
class circle{
private:int m_R;//半径point m_center;//圆心
};

在类中，可以让另一个类，作为这个类中的成员

若要比较某个类实例化出来的对象是否完全相等，
① 若用全局函数，通常考虑返回值为bool类型，形参传递时需要传两个对象，类似于bool issame(cube c1, cube c2);

② 若用成员函数，则形参传递只需传一个参数（即另一个对象）， 自己本身类内的对象无需传递，而且若成员属性是私有的，无法直接访问，用一个获取成员属性的get函数获取即可，类似于bool issame(c2) { if (m_L == c2.getL() ) return true};,其中m_L是这个类自己的某个成员属性。

信息隐蔽：（实现手段——访问控制）

在用类和对象表示事物时，只将行为和属性公开给可信的外部事物。相应地，隐藏自身的内部特征信息。

• 隐藏行为、操作：事物的一个行为特征可由多个操作过程构成，在C++中一个操作通常由一个或多个成员函数实现。
  设计时，可隐藏全部或部分成员函数。
• 隐藏数据：数据本身用private，类外访问可通过类内的get、set等函数来实现。

信息隐蔽的意义：

• 减少外部可见行为和数据

• 对象间只通过可见行为交互

• 使软件更安全、可靠

• 维护方便

• 便于复用（只需修改公有部分）

补充：分离使用和实现

• 类的使用者：调用方
• 类的实现：成员函数实现、数据的表示、组织等。
  
  （如果成员函数不用外联实现则需#include ,耦合度增加）

封装和信息隐蔽的作用：

• 面向对象的基石

在程序设计中的作用：

• 分离使用和实现（函数实现、数据组织、数据表示等）
• 分离接口与实现
• 软件复用

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