C++中的 封装_c++封装

目录

1 封装

1.1 封装的意义

1.2 语法

1.3 示例

1.3.1 示例1

1.3.2 示例2

1.4 将属性和行为加以权限控制

1.5 struct与class的区别

1.5.1 示例

1.6 成员属性设置为私有

1.7 示例

1.7.1 示例1

1.7.2 示例2

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1 封装

1.1 封装的意义

封装是C++面向对象三大特性之一

1.2 语法

 class name
 {
 访问权限:
 ​
         属性
 ​
         行为
 };

注意：类中的属性和行为 统称为成员

• 属性 又称 成员属性 / 成员变量

• 行为 又称 成员函数 / 成员方法

封装将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物

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1.3 示例

1.3.1 示例1

接下来创建一个圆类，以计算圆的周长

创建圆类：

// 创建一个 圆 类，class后跟着的就是类的名称
 class Circle
 {
     // 访问权限
 public:// 公共权限
 ​
     // 属性
     int r; // 半径
 ​
     // 行为
     double caculate_perimeter() // 计算圆的周长
     {
         return 2 * PI * r;
     }
 };

主函数

实例化：通过类创建一个对象的过程

 #define PI 3.14
 int main()
 {    //   实例化：通过类创建一个对象的过程
     Circle c; // 通过 圆 类创建具体的圆(对象) 
 ​
     cin >> c.r; // 给 圆 对象 的属性赋值
 ​
     cout << "半径为" << c.r << "的圆的周长为" << c.caculate_perimeter() << endl;
     return 0;
 }

1.3.2 示例2

设计一个学生类，属性有姓名和学号，行为可以给学生姓名和学号赋值，而且可以显示学生姓名和学号

class student
 {
 public:
 ​
     // 属性：姓名 学号
     string s_name;
     int s_number;
 ​
     // 行为：给姓名与学号赋值/显示
     void show()
     {
         cout << "学生姓名为" << s_name << endl;
         cout << "学生学号为" << s_number;
     }
     // 赋值
     void assignment1() // 键盘输入
     {
         cout << "请输入姓名" << endl;
         cin >> s_name;
         cout << endl;
         cout << "请输入学号" << endl;
         cin >> s_number;
     }
     void assignment2(string name,int Studnet_number)// 直接传参
     {
         s_name = name;
         s_number = Studnet_number;
     }
 };

对于给姓名和学号赋值，有2种方法

• 直接键盘cin

• 调用函数时直接传参

方法不同，调用函数时写法也不同

 int main()
 {
     student s1;
     s1.assignment1();   //1键盘cin输入
     s1.assignment2("joyce", 32054123); // 2直接传参
     s1.show();
 ​
     return 0;
 }

1.4 将属性和行为加以权限控制

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

访问权限有3种：

示例：

 class person
 {
 public:
     string name;// 姓名，公共权限
 ​
 protected:
     string car;// 汽车，保护权限
 ​
 private:
     int password;// 密码，私有权限
 };
 ​
 int main()
 {
     person p;
     p.name = "joyce";// 只有公共权限在类外才可以访问
     p.car = "BMW";
     p.password = 131221;
     return 0;
 }

不过，如果在类内定义一个公共权限的函数，以访问各个权限的属性，则

 class person
 {
 public:
     string name;// 姓名，公共权限
 ​
 protected:
     string car;// 汽车，保护权限
 ​
 private:
     int password;// 密码，私有权限
 ​
 public: //类内定义的公共权限的函数
     void func()
     {
         string name = "nana";
         string car = "BMW";
         int password = 19931312;
     }
 };

在main函数中调用func函数，则可以访问保护权限和私有权限的属性

     p.func();

不过若是将函数的权限从public改为protected或是private，则仍然无法访问

1.5 struct与class的区别

区别仅在于 默认的访问权限不同

1.5.1 示例

创建struct和class两个类型

 struct P1
 {
     int a;
 };
 class P2
 {
     int a;
 };
在main函数中

创建变量并尝试访问

 int main()
 {
     P1 p1; // 结构体
     p1.a = 5;
 ​
     P2 p2; // 类
     p2.a = 5;
     return 0;
 }

1.6 成员属性设置为私有

作用：

• 可以自己控制成员的读写权限

 class My
 {
 public:
     void setname(string name)// 设置姓名
     {
         m_name = name;
     }
     string getname() // 返回姓名
     {
         return m_name;
     }
 ​
     int getage() // 返回年龄，无法修改
     {
         return age;
     }
 ​
     void setPassword(int password) // 修改密码，无法查看
     {
         m_Password = password;
     }
 private:
     string m_name; // 设置为可读可写
     int age = 5; // 设置为只读
     int m_Password; // 设置为只写
 };

接下来使用各个函数，修改或查看各个属性

int main()
 {
     My m;
     m.setname("joyce"); // 设置姓名
     cout << m.getname() << endl; // 查看姓名
 ​
     cout << m.getage() << endl;// 查看年龄
     //m.age = 6; // 若想修改年龄，无法访问
 ​
     m.setPassword(3171321); // 修改密码，无法查看
     m.m_Password; 
 ​
     return 0;
 }

而可读可写权限的姓名，可以修改或是查看

• 对于写可以检测数据的有效性

在上面类中，我们在查看年龄getage函数下，加上设置年龄setage函数

     void setage(int age) // 设置年龄，范围0-150
     {
         if (age < 0 || age>150)
         {
             cout << "Input errot!" << endl;
             m_age = 0;
             return;
         }
         m_age = age;
     }

并加以判断，若年龄不在0-150，则报错，满足才修改年龄

1.7 示例

1.7.1 示例1

设计一个正方体类，获取正方体长宽高，计算出正方体面积和体积，并分别用全局函数和成员函数判断两个立方体是否相等

 class Cube
 {
 public:
     // 设置与获取长宽高
     void setCube(int L, int W, int H)
     {
         m_L = L;
         m_W = W;
         m_H = H;
     }
     int getL()
     {
         return m_L;
     }
     int getW()
     {
         return m_W;
     }
     int getH()
     {
         return m_H;
     }
     // 获取正方体面积
     int calculateArea()
     {
         return 2 * (m_L * m_W + m_L * m_H + m_W * m_H);
     }
     // 获取正方体体积
     int calculateVolume()
     {
         return m_L * m_W * m_H;
     }
     //2、用成员函数判断2个Cube是否相等
     bool Judge2(Cube& cube)
     {
         if (getH() == cube.getH() &&
             getL() == cube.getL() &&
             getW() == cube.getW())
             return true;
         return false;
     }
 private:
     int m_L, m_W, m_H;
 };
 ​
 // 1、用全局函数判断2个Cube是否相等
 bool Judge1(Cube&cube1 ,Cube&cube2)
 {
     if (cube1.getH() == cube2.getH() &&
         cube1.getL() == cube2.getL() &&
         cube1.getW() == cube2.getW())
         return true;
     return false;
 }

 int main()
 {
     // 创建第一个Cube
     Cube cube1;
     cube1.setCube(10,10,10);
     /*cout << "正方体面积为" << cube1.calculateArea() << endl;
     cout << "正方体体积为" << cube1.calculateVolume() << endl*/;
 ​
     // 创建第二个Cube
     Cube cube2;
     cube2.setCube(10, 10, 10);
 ​
     bool ret1 = Judge1(cube1,cube2); // 全局变量调用的对比
     if (ret1)
         cout << "cube1和cube2相等" << endl;
     else
         cout << "cube1和cube2不相等" << endl;
 ​
     bool ret2 = cube1.Judge2(cube2); // 成员函数调用的对比
     if (ret2)    
         cout << "cube1和cube2相等" << endl;
     else
         cout << "cube1和cube2不相等" << endl;
     return 0;
 }

两函数都相等

两函数都不相等

1.7.2 示例2

设计一个圆类和点类，属性包括圆和点的横坐标x和纵坐标y以及两点之间距离和圆的半径，并判断点在圆的什么位置（上、内、外）

点类：point.h头文件

 class point //  点 类
 {
 public:
     void setx(int x); // 设置点的横坐标x
 ​
     int getx();
 ​
     void sety(int y);// 设置点的纵坐标y
 ​
     int gety();
 ​
 private:
     int p_x;
     int p_y;
 };

源文件：point.cpp

 void point::setx(int x) // 设置点的横坐标x
 {
     p_x = x;
 }
 int point::getx()
 {
     return p_x;
 }
 void point::sety(int y) // 设置点的纵坐标y
 {
     p_y = y;
 }
 int point::gety()
 {
     return p_y;
 }

注意：在各个头文件中原来的各个函数都是全局函数，但每个函数都是成员函数，因此要加上它自己作用域下的函数point::/circle::

圆类：头文件：circle.h

 class circle // 设置 圆 类
 {
 public:
     void setr(int r); // 设置半径
 ​
         int getr();
 ​
         void setCenter(point center); // 设置圆心，本质也是个半径
 ​
         point getCenter();
 ​
 private:
     int c_r; 
     point c_center;// 一个类中可以包含另一个类，作为原来类的成员
 };

源文件：circle.cpp

 void circle::setr(int r) // 设置半径
 {
     c_r = r;
 }
 int circle::getr()
 {
     return c_r;
 }
 void circle::setCenter(point center) // 设置圆心，本质也是个半径
 {
     c_center = center;
 }
 point circle::getCenter()
 {
     return c_center;
 }

计算距离、半径平方以及判断

 void IsInCircle(circle &c,point &p) // 判断两点之间关系
 {
     // 计算两点之间距离
     int distance=
     (c.getCenter().getx() - p.getx()) * (c.getCenter().getx() - p.getx()) +
     (c.getCenter().gety() - p.gety()) * (c.getCenter().gety() - p.gety());
 ​
     // 计算半径的平方
     int square = c.getr() * c.getr();
 ​
     // 判断距离和平方的关系
     if        (distance == square)
         cout << "在圆上" << endl;
     else if (distance > square)
         cout << "在圆外" << endl;
     else
         cout << "在圆内" << endl;
 }

main函数

 int main()
 {
     // 创建圆
     circle c;
     c.setr(1);
     point center;
     center.setx(2);
     center.sety(2);
     c.setCenter(center);
 ​
     // 创建点
     point p;
     p.setx(2);
     p.sety(1);
 ​
     IsInCircle(c, p);
 ​
     return 0;
 }