C++之类和对象——封装_c++封装类

封装是C++面向对象的三大特性之一，“对象”包含属性和行为，具有相同属性和行为的对象即可抽象封装为一个“类”。

一、封装的规则

将属性和行为封装为一个类，再用类创建具体的对象，属性和行为均可被设置不同的访问权限，权限分为公共权限、保护权限和私有权限。

若为公共权限，类内可以访问 ，类外也可以访问；

若为保护权限，类内可以访问 ，类外不可以访问，继承时可以访问；

若为私有权限，类内可以访问 ，类外不可以访问，继承时不可以访问。

class Person
{//成员
 
//成员属性/成员变量
//公共权限
public:
	string m_Nationality = "中国";
//保护权限
protected:
	string m_Car = "比亚迪";
//私有权限
private:
	string m_Phone = "华为";
 
//成员方法/成员函数
public:
	void SetNationality(string nationality)
	{
		m_Nationality = nationality;
	}
 
	//展示国籍、汽车和手机
	void Show()
	{
		cout << m_Nationality << endl;
		cout << m_Car << endl;
		cout << m_Phone << endl << endl;
	}
protected:
	void SetCar(string car)
	{
		m_Car = car;
	}
private:
	void SetPhone(string phone)
	{
		m_Phone = phone;
	}
};
 
int main()
{
	Person Chou;
	Chou.Show();
 
	Chou.m_Nationality = "USA";
	//调试报错，成员不可访问
	//Chou.m_Car = "Tesla";
	//Chou.m_Phone = "iPhone";
	Chou.Show();
 
	Chou.SetNationality("中国");
	//调试报错，成员不可访问
	//Chou.SetCar("Tesla");
	//Chou.SetPhone("iPhone");
	Chou.Show();
 
	return 0;
}

二、封装的意义

一般在封装类时会将成员属性都设置为私有权限，通过拥有公共权限的成员方法实现读写操作。封装的意义也正是在于此，即保护成员属性不被类外程序直接访问和修改，保护和隐藏成员方法的实现细节避免被无意中破坏，使代码模块化，仅通过保留的对外接口与外部程序交互。

//point.h
 
#include<iostream>
using namespace std;
 
class point
{
public:
	//设置x坐标
	void setx(int x);
 
	//获取x坐标
	int getx();
 
	//设置y坐标
	void sety(int y);
 
	//获取y坐标
	int gety();
 
private:
	//点类的x,y坐标
	int p_x;
	int p_y;
};
 
 
 
//point.c
 
#include"point.h"
 
//设置x坐标
void point::setx(int x)//
{
	p_x = x;
}
//获取x坐标
int point::getx()
{
	return p_x;
}
//设置y坐标
void point::sety(int y)
{
	p_y = y;
}
//获取y坐标
int point::gety()
{
	return p_y;
}
 
 
 
//circle.h
 
#include<iostream>
using namespace std;
 
#include"point.h"
 
class Circle
{
public:
	void setr(int r);
	double getr();
	void setcenter(point center);
	point getcenter();
 
private:
	int c_r;
	//另一个类也可做本类中的成员
	point c_center;
};
 
 
 
//circle.c
 
#include"Circle.h"
 
void Circle::setr(int r)//设置半径
{
	c_r = r;
}
double Circle::getr()//获取半径
{
	return c_r;
}
void Circle::setcenter(point center)
{
	c_center = center;
}
point Circle::getcenter()
{
	return c_center;
}
 
 
//main.c
 
#include"circle.h"
#include"point.h"
 
//判断点和圆关系
void Isincircle(Circle& c, point& p)
{
	//计算点和圆心距离的平方
	int d =
		(c.getcenter().getx() - p.getx()) * (c.getcenter().getx() - p.getx()) +
		(c.getcenter().gety() - p.gety()) * (c.getcenter().gety() - p.gety());
	//计算圆半径的平方
	double R = c.getr() * c.getr();
	//判断关系
	if (d > R)
	{
		cout << "点在圆外" << endl;
	}
	else if (d < R)
	{
		cout << "点在圆内" << endl;
	}
	else
	{
		cout << "点在圆上" << endl;
	}
}
 
int main()
{
	//设置圆对象
	Circle c;
	c.setr(10);
 
	//设置点对象
	point p;
	p.setx(10);
	p.sety(0);
	//设置圆对象中的圆心（点对象）
	point center;
	center.setx(0);
	center.sety(0);
	c.setcenter(center);
 
	
 
	//判断关系
	cout << "圆心为（0，0），半径为10" << endl;
	cout << "点坐标为（10，0）" << endl;
	Isincircle(c, p);
 
	return 0;
}

当圆半径为10时：

当圆半径为5时：

当圆半径为15时：

三、struct和class的区别

1.封装

struct中的成员默认为公共权限，class中的成员默认为私有权限。

class A
{
	//默认为私有权限
	int  m_A;
};
 
struct B
{
	//默认为公共权限
	int m_B; 
};
 
int main()
{
	A a;
	//报错
	//a.m_A = 1;
	//cout << a.m_A << endl;
	
	//可执行
	B b;
	b.m_B = 2; 
	cout << b.m_B << endl;
 
	return 0;
}

2.继承

在子类继承父类时，编译器默认的继承方式为私有继承；而子结构体继承父结构体时，编译器默认的继承方式为公有继承。

struct A
{
public:
	int a1;
protected:
	int a2;
private:
	int a3;
};
//默认继承方式为公有继承
struct B :A
{
public:
	int b;
	//B对A为公有继承，因此在类B中可以访问A中的公有成员和保护成员，但不能访问私有成员
	void func()
	{
		this->a1 = 1;
		this->a2 = 2;
		//this->a3 = 3;
		cout << this->a1 << "   ";
		cout << this->a2 << "   ";
	}
};
void test1()
{
	B the_B;
 
	//B对A为公有继承，因此通过B创建的对象可以访问A中的公有成员,但不能访问保护成员和私有成员
	the_B.a1 = 0;
	//the_B.a2 = 0;
	//the_B.a3 = 0;
	the_B.b = 0;
 
	cout << "struct:" << endl;
	the_B.func();
	cout << the_B.b;
	cout << endl << endl << endl;
}
 
class C
{
public:
	int c1;
protected:
	int c2;
private:
	int c3;
};
//默认继承方式为私有继承
class D:C
{
public:
	int d;
	//D对C为私有继承，因此在类D中可以访问C中的公有成员和保护成员，但不能访问私有成员
	void func()
	{
		this->c1 = 10;
		this->c2 = 20;
		//this->a3 = 30;
		cout << this->c1 << "   ";
		cout << this->c2 << "   ";
	}
};
void test2()
{
	D the_D;
	//D对C为私有继承，因此通过D创建的对象不可以访问C中任何成员
	//the_D.c1 = 0;
	//the_D.c2 = 0;
	//the_D.c3 = 0;
	the_D.d = 0;
 
	cout << "class:" << endl;
	the_D.func();
	cout << the_D.d;
	cout << endl << endl << endl;
}
 
int main()
{
	test1();
	test2();
 
	return 0;
}

 

3.总结

C++中仍然引入结构体，主要是为了保持和C语言的兼容性。无论是封装还是继承，class和struct之间的根本区别都是在于其默认的访问权限设置。而在使用时，如果用来存储数据集合等轻量级对象时，选择struct；如果用来表示数据量大、逻辑复杂的对象时，选择class。