C++类和对象之封装

C++面向对象的三大特性为： 封装、继承、多态
C++认为 万事万物都皆为对象，对象上有其属性和行为

例如：

​ 人可以作为对象，属性有姓名、年龄、身高、体重…，行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌…

​ 车也可以作为对象，属性有轮胎、方向盘、车灯…,行为有载人、放音乐、放空调…

​ 具有相同性质的对象，我们可以抽象称为类，人属于人类，车属于车类

封装

封装的意义

封装是C++面向对象三大特性之一
封装的意义：

• 将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物
• 将属性和行为加以权限控制

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 };

示例：设计一个圆类，求圆的周长

示例代码：

#include
using namespace std;
//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;
	return 0;
}

圆的周长为： 62.8

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：

#include
using namespace std;
//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("zhangsan");
	stu.setID(20);
	stu.showStudent();

	return 0;
}

name:zhangsan ID:20

封装意义二：

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：

1. public 公共权限 类内可以访问 类外可以访问 子类可以访问
2. protected 保护权限 类内可以访问 类外不可以访问 子类可以访问
3. private 私有权限 类内可以访问 类外不可以访问 子类可以访问

示例：

#include
using namespace std;
//三种权限
//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
//私有权限  private    类内可以访问  类外不可以访问

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:
	//类内可以访问
	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

	return 0;
}

struct和class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

区别：

• struct 默认权限为公共
• class 默认权限为私有

class C1
{
     
	int  m_A; //默认是私有权限
};

struct C2
{
     
	int m_A;  //默认是公共权限
};

int main() {
     

	C1 c1;
	c1.m_A = 10; //错误，访问权限是私有

	C2 c2;
	c2.m_A = 10; //正确，访问权限是公共

	return 0;
}

成员属性设置为私有

优点1： 将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限

优点2： 对于写权限，我们可以检测数据的有效性

在成员变量私有化之后需要提供对外的公共接口，比如需要提供读和写的接口。

示例：

#include
using namespace std;
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 << "你个老妖精!" << endl;
			return;
		}
		m_Age = age;
	}

	//情人设置为只写
	void setLover(string lover) {
     
		m_Lover = lover;
	}

private:
	string m_Name; //可读可写  姓名
	
	int m_Age; //只读  年龄

	string m_Lover; //只写  情人
};


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;

	//情人设置
	p.setLover("苍井");
	//cout << "情人： " << p.m_Lover << endl;  //只写属性，不可以读取

	return 0;
}

姓名： 张三
年龄： 50

练习案例1：设计立方体类

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。

#include
using namespace std;

//创建一个立方体的类
class Cube{
     

    //设计属性
private:
    int h;
    int w;
    int l;

public:
    //设计行为 (设置长宽高)
    void setSize(int new_l,int new_w,int new_h){
     
        h = new_h;
        l = new_l;
        w = new_w;
    }

    //设计行为（获取长宽高)）
    int geth(){
     
        return h;
    }
    int getw(){
     
        return w;
    }
    int getl(){
     
        return l;
    }

    //设计行为（获取面积和体积）
    int calculS(){
     
        return 2*w*l + 2*w*h + 2*h*l;
    }

    int calculV(){
     
        return w*h*l;
    }

    //利用成员函数判断两个立方体是否相等
    bool isSameByClass(Cube &C){
     
        if(C.geth()==h && C.getw()==w && C.getl()==l){
     
            return true;
        }else{
     
            return false;
        }
    }


};

//利用全局函数判断是否相等
bool isSame(Cube &C1 , Cube &C2){
     
    if(C1.geth()==C2.geth() && C1.getw()==C2.getw() && C1.getl()==C2.getl()){
     
        return true;
    }else{
     
        return false;
    }
}
int main() {
     

    //创建立方体对象
    Cube C1;
    C1.setSize(10,10,10);

    cout<<"C1的面积是"<<C1.calculS()<<endl; //600
    cout<<"C1的体积是"<<C1.calculV()<<endl; //1000

    Cube C2;
    C2.setSize(10,11,10);

    bool res = isSame(C1,C2);
    if (res){
     
        cout<<"结果是相等的"<<endl;
    }else{
     
        cout<<"结果是不相等的"<<endl;
    }

    bool res2 = C1.isSameByClass(C2);
    if (res2){
     
        cout<<"结果是相等的"<<endl;
    }else{
     
        cout<<"结果是不相等的"<<endl;
    }
    return 0;
}

C1的面积是600
C1的体积是1000
结果是不相等的
结果是不相等的

练习案例2：点和圆的关系

设计一个圆形类（Circle），和一个点类（Point），计算点和圆的关系。

#include
using namespace std;
//创建圆类
class Circle{
     
//创建属性（圆心坐标和半径）
private:
    int r;
    int x;
    int y;
public:
//创建成员方法（设置和获取圆心坐标、半径）
    void setr(int new_r){
     
        r=new_r;
    }

    int getr(){
     
        return r;
    }

    void setcor(int new_x,int new_y){
     
        x = new_x;
        y = new_y;
    }

    int getx(){
     
        return x;
    }

    int gety(){
     
        return y;
    }
};

//创建点类
class Point{
     
//创建成员变量 点坐标
private:
    int x;
    int y;
public:
//创建成员方法 设置和获取点坐标
    void setcor(int new_x,int new_y){
     
        x = new_x;
        y = new_y;
    }

    int getx(){
     
        return x;
    }

    int gety(){
     
        return y;
    }
};

//创建全局方法，判断点和圆的关系
void relation(Point P,Circle C){
     
    int p_x = P.getx();
    int p_y = P.gety();
    int c_x = C.getx();
    int c_y = C.gety();

    int dis2 = (p_x-c_x)*(p_x-c_x)+(p_y-c_y)*(p_y-c_y);
    if (dis2 > C.getr()*C.getr()){
     
        cout<<"点在圆外"<<endl;
    }else if(dis2 == C.getr()*C.getr()){
     
        cout<<"点在圆上"<<endl;
    }else{
     
        cout<<"点在圆内"<<endl;
    }
}

int main(){
     
//创建圆实例
    Circle C;
    C.setr(10);
    C.setcor(0,0);

//创建三个点实例
    Point P1;
    P1.setcor(10,10);
    Point P2;
    P2.setcor(0,10);
    Point P3;
    P3.setcor(0,0);
//判断点和圆的关系
    relation(P1,C);
    relation(P2,C);
    relation(P3,C);
}

点在圆外
点在圆上
点在圆内