封装
引入:
生活中充满复杂性,处理复杂性的方法之一就是简化和抽象。在计算中,为了根据信息与用户之间的接口来表示它,抽象是至关重要的。将问题的本质特征抽象出来,并根据特征来描述解决方案。抽象往往是用户定义类型的捷径,在 C++中用户定义类型指的就是实现抽象接口的类设计。
封装是 C++面向对象三大特性之一。
意义
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 };
**示例 1:**设计一个圆类,求圆的周长
示例代码:
//圆周率
const double PI = 3.14;
//1、封装的意义
//将属性和行为作为一个整体,用来表现生活中的事物
//封装一个圆类,求圆的周长
//class代表设计一个类,后面跟着的是类名
class Circle
{
public: //访问权限 公共的权限
//属性
int m_r;//半径
//行为
//获取到圆的周长
double calculateZC()
{
//2 * pi * r
//获取圆的周长
return 2 * PI * m_r;
}
};
int main() {
//通过圆类,创建圆的对象
// c1就是一个具体的圆
Circle c1;
c1.m_r = 10; //给圆对象的半径 进行赋值操作
//2 * pi * 10 = = 62.8
cout << "圆的周长为: " << c1.calculateZC() << endl;
system("pause");
return 0;
}
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**示例 2:**设计一个学生类,属性有姓名和学号,可以给姓名和学号赋值,可以显示学生的姓名和学号
示例 2 代码:
//学生类
class Student {
public:
void setName(string name) {
m_name = name;
}
void setID(int id) {
m_id = id;
}
void showStudent() {
cout << "name:" << m_name << " ID:" << m_id << endl;
}
public:
string m_name;
int m_id;
};
int main() {
Student stu;
stu.setName("德玛西亚");
stu.setID(250);
stu.showStudent();
system("pause");
return 0;
}
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意义二:
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
访问权限有三种:
公共权限 public 类内可以访问 类外可以访问
保护权限 protected 类内可以访问 类外不可以访问 子类可以访问父类的保护内容
私有权限 private 类内可以访问 类外不可以访问 子类不可以访问父类的私有内容
示例:
//三种权限
class Person
{
//姓名 公共权限
public:
string m_Name;
//汽车 保护权限
protected:
string m_Car;
//银行卡密码 私有权限
private:
int m_Password;
public:
void func()
{
m_Name = "张三";
m_Car = "拖拉机";
m_Password = 123456;
}
};
int main() {
Person p;
p.m_Name = "李四";
//p.m_Car = "奔驰"; //保护权限类外访问不到
//p.m_Password = 123; //私有权限类外访问不到
system("pause");
return 0;
}
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类与结构的区别
引入:
类描述上像是包含成员函数以及 public 和 private 可见标签的结构声明,实际上 C++对结构进行了扩展,使之具有与类相同的特性,他们只有唯一的区别是默认的访问权限不同。
关键区别:
在 C++中 struct 和 class 唯一的区别就在于 默认的访问权限不同
struct 默认权限为公共
class 默认权限为私有
应用场景:
C++程序员通常使用类来实现类描述,而把结构限制为只表示纯粹的数据对象。
代码分析:
class C1
{
int m_A;
};
struct C2
{
int m_A;
};
int main() {
C1 c1;
c1.m_A = 10;
C2 c2;
c2.m_A = 10;
system("pause");return 0;
}
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代码刨析:
class C1 的默认访问权限是私有
struct C2 的默认访问权限是公共
c1.m_A = 10; 报错,类的访问权限是私有
c2.m_A = 10; 正确,结构的访问权限是公共
设置成员属性为私有
优点:
将所有成员属性设置为私有,可以自己控制读写权限
对于写权限,我们可以检测数据的有效性
示例:
class Person {
public:
//姓名设置可读可写
void setName(string name) {
m_Name = name;
}
string getName()
{
return m_Name;
}
//获取年龄
int getAge() {
return m_Age;
}
//设置年龄
void setAge(int age) {
if (age < 0 || age > 150) {
cout << "You are too old!" << endl;
return;
}
m_Age = age;
}
private:
string m_Name; //可读可写 姓名
int m_Age; //只读 年龄
};
int main() {
Person p;
//姓名设置
p.setName("张三");
cout << "姓名: " << p.getName() << endl;
//年龄设置
p.setAge(50);
cout << "年龄: " << p.getAge() << endl;
system("pause");
return 0;
}
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代码分析
可以利用类灵活的控制成员属性的读取与写入,还可以利用类中的成员函数检测数对数据进行操作,如检测写入数据的可行性与有效性。
案例 1:设计立方体类
题目
设计立方体类(Cube)
求出立方体的面积和体积
分别用全局函数和成员函数判断两个立方体是否相等。
解析代码
解法一:
#include <iostream>
using namespace std;
class Cube
{
public:
void setL(int l)
{
m_L = l;
}
int getL()
{
return m_L;
}
void setW(int w)
{
m_W = l;
}
int getW()
{
return m_W;
}
void setH(int h)
{
m_H = h;
}
int getH()
{
return m_H;
}
int calculateS()
{
return 2*m_L*m_W + 2*m_L*m_H + 2*m_H*m_W;
}
int calculateV()
{
return m_L*m_W*m_H;
}
bool isSameByClass(Cube &c){//成员函数判断
if (m_L = c.getL() && m_W = c.getW() && m_H = c.getH())
{
return true;
}
return false;//注意改代码规范写法。
}
private:
int m_L;
int m_W;
int m_W;
}
bool isSame(Cube &c1,Cube &c2){//全局函数判断
if (c1.getL() = c2.getL() && c1.getW() = c2.getW() && c1.getH() = c2.getH())
{
return true;
}
return false;//注意改代码规范写法。
}
int main()
{
system("pause");return 0;
}
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解法二:
#include <iostream>
using namespace std;
class Cube
{
public:
void setCube(int a ;int b ;int c):m_L(a),m_W(b),m_H(c){}
//int getCube(){}//解法二读取的局限性:一起处理所有的成员变量后无法处理再次共同读取,依旧只能单个读取。
int getL()
{
return m_L;
}
int getW()
{
return m_W;
}
int getH()
{
return m_H;
}
int calculateS()
{
return 2*m_L*m_W + 2*m_L*m_H + 2*m_H*m_W;
}
int calculateV()
{
return m_L*m_W*m_H;
}
bool isSameByClass(Cube &c){
if (m_L = c.getL() && m_W = c.getW() && m_H = c.getH())
{
return true;
}
return false;//注意改代码规范写法。
}
private:
int m_L;int m_W;int m_H;
}
bool isSame(Cube &c1,Cube &c2){
if (c1.getL() = c2.getL() && c1.getW() = c2.getW() && c1.getH() = c2.getH())
{
return true;
}
return false;//注意改代码规范写法。
}
int main()
{
system("pause");return 0;
}
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实例刨析
求出立方体的面积和体积利用数学知识
面积公式:2*m_L*m_W + 2*m_L*m_H + 2*m_H*m_W;
体积公式:m_L*m_W*m_H;
**PS:**在编写函数判断两个立方体是否相同时利用引用 &可以节省内存,实现代码优化。
案例 2:点和圆的关系
题目
设计一个圆形类(Circle),和一个点类(Point),计算点和圆的关系。
未完待续!代码详解请见(二)
专业扩展
什么是接口,以及接口与类的关系:
接口是一个共享框架,供两个系统交互时使用,对于类,我们说公共接口。公共时使用类的程序,交互系统由类对象组成,而接口由编写类的人提供的方法组成。
导图
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