浅谈C++|类的封装篇_c++类封装特性

引子：

C++认为万事万物皆为对象，对象有其属性和行为。

人可以作为对象，属性有姓名，年龄，身高，体重等，行为有行走，吃饭，唱歌等。

车也可以作为一个对象，属性有轮胎，方向盘，车灯等，行为有载人，放音乐等。

1.封装

1.1封装的意义

封装是是C++面向对象三大特性之一

封装的意义：

  （1）将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物。

  （2）将属性和行为加以权限控制。

1.1.1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 }；

实例：设置一个长方体类，并求其体积

代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class cuboid {
public:
	int height;
	int weight;
	int length;
	int show_tiji() {
		return height * weight * length;
	}
};
int main() {
	cuboid a1;
	a1.height = 10;
	a1.weight = 10;
	a1.length = 90;
	cout << a1.show_tiji();
	return 0;
}

 1.1.2封装的意义二

类在设计时，可以把属性和行为放在不同权限下，加以控制

访问权限有三种：

1.public        公有权限，类内可以访问，类外可以访问

2.protected   保护权限，类内可以访问，类外不可以访问

3.private       私有权限，类内可以访问，类外不可以访问

代码： 

#include <iostream>
using namespace std;
class people {
public:
	string name;
protected:
	string hose;
private:
	int m_Password;
public:
	void fun() {
		name = "小明";
		hose = "别墅";
		m_Password = 12345;
	}
 
};
int main() {
	people a;
	a.fun();
	cout << a.name << endl;
	//cout << a.hose << endl;   //报错
	//cout << a.m_Password << endl;   //报错
	return 0;
}

1.2struct和class的区别

1.2.1默认权限不同

权限分为成员访问权限和继承权限

默认成员权限：class是私有的，struct是公有的

默认继承权限：class是private，struct是public

默认成员权限代码： 

#include <iostream>
using namespace std;
class people1 {
	int a;
};
struct people2 {
	int a;
};
int main() {
	people1 a1;
	people2 a2;
	//a1.a = 100;   //报错
	a2.a = 100;
	return 0;
}

默认继承权限代码： 

#include <iostream>
using namespace std;
struct A {
	int m_a;
};
 
struct B :A {
	int m_b;
};
int main() {
	B b;
	b.m_a = 100;
	return 0;
}

struct默认为公有继承；

#include <iostream>
using namespace std;
class A {
public:
	int m_a;
};
 
class B :A {
public:
	int m_b;
};
int main() {
	B b;
	b.m_b = 100;
	//b.m_a = 100;
	return 0;
}

class默认私有继承

1.2.2能否定义模板参数

class可以定义模板参数  template<class  T>,而没有template<struct T>

 代码：

#include <iostream>
using namespace std;
//template< typename T, typename Y >	
template< class T >	
void  Func(T& t,T& y)
{
	T temp = t;
	t = y;
	y = temp;
}
 
int main() {
	int a = 10, b = 20;
	Func(a, b);
	cout << a << ' ' << b << endl;
 
	return 0;
}

1.2.3 class和struct相互继承

 默认的继承属性取决于子类而不是基类

代码： 

#include <iostream>
using namespace std;
class A {
public:
	int m_A;
};
struct B:A {
	int m_B;
};
 
int main() {
	B b;
	b.m_A = 10;
	b.m_B = 20;
	cout << b.m_A <<' '<<b.m_B << endl;
	return 0;
}

struct作为子类，默认公有继承

代码： 

#include <iostream>
using namespace std;
struct A {
	int m_A;
};
class B:A {
public:
	int m_B;
};
 
int main() {
	B b;
	//b.m_A = 10;  报错
	b.m_B = 20;
	cout<<b.m_B << endl;
	return 0;
}

1.2.4{}赋初值的讨论

因为C++是对C的扩充，那么它就兼容过去C中struct的特性

#include <iostream>
using namespace std;
struct A
{
	char 	a1;
	int		a2;
	double	a3;
};
 
 
int main() {
	A a = { 'p', 7, 451.154 }; //定义时赋初值，在struct时没问题，在class时出错
	return 0;
}

在struct中加入一个构造函数（或虚函数），struct也不能用{}赋值了，原因是以{}的方式来赋值，只是用一个初始化列表来对数据进行按顺序的初始化，如果上面写成A a = {‘p’,7};则a1，a2被初始化，而a3没有。这样简单的copy操作，只能发生在简单的数据结构上，而不应该放在对象上。加入一个构造函数或是一个虚函数会使strcut更体现出一种对象的特性，而是{}操作不再有效。因为加入这样的函数（构造和虚函数），使得类的内部结构发生了变化。而加入一个普通的成员函数呢？你会发现{}依旧可用。其实你可以将普通的函数理解成对数据结构的一种算法，这并不打破它数据结构的特性。
 

1.2.5总结 

• 结构是实值类型（Value Types），而类则是引用类型（Reference Types）。
• 结构使用栈存储（Stack Allocation），而类使用堆存储（Heap Allocation）。

值类型的变量直接存储数据，而引用类型的变量持有的是数据的引用，数据存储在数据堆中。
 

概念：class和struct的语法基本相同，从声明到使用，都很相似，但是struct的约束要比class多，理论上，struct能做到的class都能做到，但class能做到的stuct却不一定做的到
类型：struct是值类型，class是引用类型，因此它们具有所有值类型和引用类型之间的差异
效率：由于栈的执行效率要比堆的执行效率高，但是栈资源却很有限，不适合处理逻辑复杂的大对象，因此struct常用来处理作为基类型对待的小对象，而class来处理某个商业逻辑
关系：struct不仅能继承也能被继承 ，而且可以实现接口，不过Class可以完全扩展。内部结构有区别，struct只能添加带参的构造函数，不能使用abstract和protected等修饰符，不能初始化实例字段
 

1.2.6选用技巧

(1) 在表示诸如点、矩形等主要用来存储数据的轻量级对象时，首选struct

(2) 在表示数据量大、逻辑复杂的大对象时，首选class

(3) 在表现抽象和多级别的对象层次时，class是最佳选择 

1.3成员属性设置为私有化好处

1.3.1控制读写权限

可读可写权限，只读权限，只写权限

代码： 

#include <iostream>
using namespace std;
class people {
public:
	void get_name(string name_1) {
		name = name_1;          //写权限
	}
	string show_name() {
		return name;           //读权限
	}
 
	void get_mima(string mima1) {
		mima = mima1;          //写权限
	}
	int show_age() {           //读权限
		return age;
	}
private:
	//可读，可写
	string name;
	//只读
	int age;
	//只写
	string mima;
 
};
int main() {
	people p;
	p.get_name("小明");
	cout << p.show_name() << endl;
	p.get_mima("56789");
	cout << p.show_age();  //没有设置，随机值
	return 0;
}

 1.3.2写权限检测数据的有效性

 代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class people {
public:
	void get_name(string name_1) {
		name = name_1;          //写权限
	}
	string show_name() {
		return name;           //读权限
	}
 
	void get_mima(string mima1) {
		if (mima1.size() < 3) {
			cout << "密码太短，无效！" << endl;
			return;
		}
		mima = mima1;          //写权限
	}
	int show_age() {           //读权限
		return age;
	}
private:
	//可读，可写
	string name;
	//只读
	int age;
	//只写
	string mima;
 
};
int main() {
	people p;
	p.get_name("小明");
	cout << p.show_name() << endl;
	p.get_mima("59");
	cout << p.show_age();  //没有设置，随机值
	return 0;
}