类和封装的概念

2024-06-26 10:02| 来源: 网络整理| 查看: 265

本文参照于狄泰软件学院《C++深度剖析》

什么是类？类的封装类为什么需要封装?如何将一个类封装?C++中类的封装类成员的作用域

什么是类？

我们知道电脑一般而言是由CPU，内存，主板，键盘和硬盘等部件组合而成。那么我们如何用程序代码像组装电脑一样，吧各个部分分开开来，又可以相互组合呢？

类的封装

我们可以把程序按某种规则分成很多“块”，类与类之间可能会有联系，每个类都有一个可变部分(public)和一个不可变部分(private)。我们需要把可变部分和不可变部分分离出来，将不可变的部分暴露给其他类，而将可变的部分隐藏起来，以便于随时可以让它修改。这项工作就是封装。

类分为以下两个部分 - 类的实现细节 - 类的使用方式

类为什么需要封装?

当使用类时，不需要关心其实现细节。当我们创建类时，才需要考虑其内部实现细节。

例如：普通用户使用手机，只需要学习如何发短信，打电话，拍照等等。而这些功能如何实现，则是手机开发工程师需要考虑的事情。

高内聚，低耦合移植时我们所追求的，用好封装恰恰可以减少耦合

只要对外接口不改变，可以任意修改内部实现，这个可以很好的应对变化。类具有了简洁清晰的对外接口，降低使用者的学习过程。如何将一个类封装?

1. 根据经验：并不是类的每个属性都是对外公开的（私有）如：女孩子不希望外人知道自己的体重和年龄如：男孩子不希望别人知道自己的身高和收入

2. 而一些类的属性是对外公开的（公有）如：人的姓名，学历，国籍等

3. 必须在类的表示法中定义属性和行为的公开级别类似文件系统中文件的权限

C++中类的封装

成员变量：C++中用于表示类属性的变量成员函数：C++中用于表示类行为的函数C++中可以给成员变量和成员函数定义访问级别

根据访问级别的不同，设定不同的访问权限。 - public 成员变量和成员函数可以在类的内部和外界访问和调用 - private 成员变量和成员函数只能在类的内部被访问和调用示例代码：类成员的访问属性

struct Human { void sleep() { printf("I'm sleeping...\n"); } void work() { printf("I'm working...\n"); } }; struct Girl : Human { private: int age; int weight; public: void print() { age = 22; weight = 48; printf("I'm a girl, I'm %d years old.\n", age); printf("My weight is %d kg.\n", weight); } }; struct Boy : Human { private: int height; int salary; public: int age; int weight; void print() { height = 175; salary = 9000; printf("I'm a boy, my height is %d cm.\n", height); printf("My salary is %d RMB.\n", salary); } }; int main() { Girl girl; Boy boy; Human human; human.sleep(); girl.print(); boy.age = 19; boy.weight = 120; boy.height = 180; //Error: ‘int Boy::height’ is private boy.print(); boy.work(); return 0; }

分析： 1. 从我们通过boy.height = 180;修改boy对象中的身高的值时，编译时会产生错误。提示我们Boy::height这个成员变量是私有的。但是我们却可以在boy.printf()函数中修改height的值。所以我们可以知道：private的成员只能在类的内部被访问和调用 2. 我们通过boy.age = 19;编译时并没有发生错误可以知道。类的public成员可以在类的外部修改，所以public的成员可以在类的内部和外界访问和调用 3. 我们在Human这个类中没有明显定义类的成员属于private还是属于public，但是我们在main中调用它编译没有报错。说明struct定义的类默认为public的。 4. 我们可以在boy中使用Human类中的函数work()；

类成员的作用域

我们知道全局变量和局部变量都有作用域，那么类也有作用域吗？

示例代码：类成员的作用域

#include int i = 1; struct Test { private: int i; public: int j; int getI() { i = 3; return i; } }; int main() { int i = 2; Test test; test.j = 4; printf("i = %d\n", i); // i = 2; printf("::i = %d\n", ::i); // ::i = 1; // printf("test.i = %d\n", test.i); // Error printf("test.j = %d\n", test.j); // test.j = 4 printf("test.getI() = %d\n", test.getI()); // test.getI() = 3 return 0; }

分析： 1. 我们单纯打印printf(“i = %d\n”, i); i的变量是main函数内定义的i的值，而不是全局变量i=4的值。这是因为小范围作用域的值会覆盖大范围作用域的值。 2. 我们使用::作用域解析运算符来使用默认全局变量i的值。 3. 我们访问Test类中成员时，不能从外部直接访问类的成员，公有成员变量和成员函数也是不能直接访问，需要通过对象才能访问类的成员。如代码所示：访问类成员i变量，需要定义一个test对象，通过test对象才能访问i的值。 4. 类成员的作用域都只在类的内部，外部无法直接访问。也就是说不同类中使用相同的类成员名不会发生冲突。实际上类与命名空间有点相像。

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