【C++】 15_类于封装的概念

类的组合

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。

思考：

1. 学习电脑组装需要多少时间?
2. 学习电脑组装是否需要学习显示器，键盘，鼠标，主板，内存等部件的设计与制造？

类的封装

• 类通常分为以下两个部分

  • 类的实现细节
  • 类的使用方式

• 当使用类时，不需要关心其实现细节
• 当创建类时，才需要考虑其内部实现细节

例：

• 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

• 手机开发工程师

  • 需要考虑手机内部的实现细节

封装的基本概念

• 根据经验： 并不是类的每个属性都是对外开放的

  • 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

• 而一些类的属性是对外开放的

  • 如： 人的姓名，学历，国籍，等

• 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

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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

  • public： 成员变量和成员函数都可以在类的内部和外部访问和调用
  • private: 成员变量和成员函数只能在类的内部被访问和调用

编程实验： 类成员的访问属性

#include <stdio.h>

struct Biology {
    bool living;
};

struct Animal : Biology {
    bool movable;
    void foidFood() { };
};

struct Plant : Biology {
    bool growable;
};

struct Beast : Animal {
    void sleep() { };
};

struct Human : Animal {
    void sleep() { };
    void work() { };
};

struct Girl : Human
{
private:
    int age;
    int weight;
public:
    void print()
    {
        age = 22;
        weight = 48;
        
        printf("I am a girl, I am %d years old.\n", age);
        printf("My weight is %d kg.\n", age);
    }
};

struct Boy : Human
{
private:
    int height;
    int salary;
public:
    int age;
    int weight;
    
    void print()
    {
        height = 175;
        salary = 9000;
        
        printf("I am a boy, my height is %d cm.\n", height);
        printf("My salary is %d RMB.\n", salary);
    }
};

int main()
{
    Girl g;
    Boy b;
    
    g.print();
    
    b.age = 19;
    b.weight = 120;
    
    b.print();

    return 0;
}

输出：
I am a girl, I am 22 years old.
My weight is 22 kg.
I am a boy, my height is 175 cm.
My salary is 9000 RMB.

类成员的作用域

• 类成员的作用域只在类的内部，外部无法直接访问
• 成员函数可以直接访问成员变量和调用成员函数
• 类的外部可以通过类变量访问 public 成员
• 类成员的作用域与访问级别没有关系

C++ 中用 struct 定义的类中所有成员默认为 public

编程实验：类成员的作用域

#include <stdio.h>

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);
    printf("::i = %d\n", ::i);
    // printf("test.i = %d\n", test.i);  // Error
    printf("j = %d\n", test.j);
    printf("test.getI() = %d\n", test.getI());
    
    return 0;
}

输出：
i = 2
::i = 1
j = 4
test.getI() = 3

如果想访问类的成员变量或成员函数，都必须通过这个类的对象来进行，是否访问成功，需要看类成员变量或成员函数的访问级别。
对类而言是有作用域的，仅仅指的是类的成员变量和成员函数的作用域。
作用域与访问级别是不同的概念。

小结

• 类通常可以分为使用方式和内部细节两部分
• 类的封装机制使得使用方式和内部细节相分离
• C++ 中通过定义类成员的访问级别实现封装机制
• public 成员可以在类的内部和外界访问和调用
• private 成员只能在类的内部被访问和调用

以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！