C++封装

一、封装
1、封装作用：对外提供接口，屏蔽数据，对内开放数据。
2、C语言的封装：当单一变量无法完成描述需求的时候，封装成函数或结构体类型解决。
问题：即知其接口，又可以直接访问其内部数据。
注：C语言中的封装内容不能是函数（C++中的class可实现），结果可以是函数。
3、C++的封装：class 封装的本质，在于将数据和行为绑定在一起，再通过对象来完成操作。
二、类与对象
1、类的声明：
class 类名称
{
public:
公有成员（外部接口）
private:
私有成员
protected:
保护成员
};
2、权限修饰符：public、private（set/get）、protected
①public后面声明，它们是类与外部的接口，任何外部函数都可以访问公有类型数据和函数。
②private后面声明，只允许本类中的函数访问，而类外部的任何函数都不能访问。
③protected后面声明，与private类似，其差别表现在继承与派生时对派生类的影响不同。
3、class的get/set（在公有中获取私有变量）方法：提供相对安全方式访问成员变量。
4、面向对象编程实例：栈的实现。
5、面向对象的代码结构：使用.h定义类，使用.cpp实现类里的方法，主函数main.cpp。
5、C++栈的实现示例：

Stack.h文件 Stack.cpp文件（1）

Stack.cpp文件（2） main.cpp文件
三、class的构造函数

1、作用：初始化对象的属性。
2、特点：①没有函数返回值；②函数名与类型相同；
③可以重载；④实例（定义）一个对象会自动调用构造函数。
3、种类：
①默认的无参构造函数；②无参构造函数；③类型转换构造函数；
④默认拷贝构造函数；⑤移动拷贝构造函数（、⑥初始化列表）。
4、使用示例：
（1）默认的无参构造函数：类里没有任何自定义的构造函数时，会默认生成Test（）。
class Test
{
public:
…….
//此处无特意自定义的无参构造函数
//则默认生成一个Test（）
private:
int m_num;
int m_age;
string m_name;
char *m_addr;
};
Int main()
{
Test t;
//会调用默认生成的无参构造函数
………
return 0;
}
（2）自定义的无参构造函数
class Test
{
public:
Test() //无参的构造函数
{
m_num = 0;
m_age = 0;
m_name = “jsetc”;
m_addr = new char[20];
cout << “Test” << endl;
}
Test(int num,int age,string name,const char *addr) //重载的构造函数
{
m_num = num;
m_age = age;
m_name = name;
m_addr = new char[20];
strcpy(m_addr,addr);
cout << “Test(int num,int age, string name,char *addr)” << endl;
}
…….
private:
…….
};
int main()
{
Test t(1,23,“zhangsan”,“nanjing”);
//以上方重载的函数为例，会自动调用构造函数
cout << t.getName() << endl; // getName()在public:中
return 0;
}
（3）类型转换构造函数：一个参数的构造函数；
注：存在风险–将其他类型默认转换为类类型；通过explicit修饰构造函数，防止发生默认转换。
class Test
{
public:
………
explicit Test (int num)
//类型转换构造函数：explicit防止发生隐式类型转换
{
cout << " Test int" << endl;
m_num = num;
}
…….
private:
…….
};
int main()
{
Test a1{1}; //std::initializer_list
//类中自动生成 Test (std::initializer_list l)
//但当类中有系统自己定义的构造函数时，系统不会默认生成
Test a2 = {2};
// Test a3 = 3; //错误：将一个整型常量赋值给一个Test类型的对象
//发生了隐式类型转换（存在风险）解决方法：加explicit
……
return 0;
}
（补充）： 使用static_cast转换类型，需在public中添加operator。
class Test
{
public:
…….
operator int() //类类型转换运算符重载:此处支持static_cast()
{
return m_num;
}
operator string() //支持static_cast()
{
return m_name;
}
};
int main()
{
Test a4;
int num = static_cast(a4);
cout << num << endl;
string name = static_cast(a4);
………
return 0;
}
（4） 默认的拷贝构造函数:当类中无拷贝构造函数时,系统会默认生成一个拷贝构造函数: Test (const Test &a);
（5） 自定义拷贝构造函数（拷贝！= 赋值）
class Test
{
public:
…….
Test (const Test &other) //自定义的拷贝函数
{
m_num = other.m_num;
cout << " Test cope Test " << endl;
}
private:
…….
};
int main()
{
Test a1(a);//调用拷贝构造函数Test (const Test &other)
Test a3 = a;//调用拷贝构造函数Test (const Test &other)，若未定义报错
Test a4 = {1}; //initializer_list C++可变参数
Test a5 = {a1};
// Test a2; a2 = a;//赋值运算符 ！= 拷贝
return 0;
}
（补充）：赋值（等号=）运算符重载（即上方的Test a2; a2 = a;）
Test& operator =(const Test &other) //添加在类中验证赋值运算符 ！= 拷贝
{
cout << " Test operator Test " << endl;
m_num = other.m_num;
}
四、class的析构函数
1、作用：释放对象给属性分配的空间。
2、特点：①没有返回值；②不能重载；
③函数名：~类名；④当实例的对象释放空间时被调用。
3、使用示例：
class Test
{
public:
………
~Test() //析构函数，main中使用Test+变量名 会自动调用
{
cout << “~Test” << endl;
delete m_addr; //若无此语句，m_addr所占资源将无法释放
//可释放构造函数中的变量char *m_addr的空间
//或者下方方式
//if( m_addr != NULL)
//{
// free(m_addr);
// m_addr = NULL;
//}
}
………
private:
………
};
五、深拷贝与浅拷贝
1、浅拷贝：对基本类型数据以及简单的对象直接复制内存的拷贝。但是，当类的成员包含指针的时候，使用浅拷贝是将拷贝对象的地址赋值给了新的对象，导致两个指针指向了同一块内存空间，这时候浅拷贝就不能满足实际要求了，需使用深拷贝。

示例： Test (const Test &other)
{
m_id = other.m_id;
m.name = other.m_name;
}
2、深拷贝：当类持有其它资源（如动态分配的内存、指向其他数据的指针等）时使用的拷贝。此时默认的拷贝构造函数不能拷贝这些资源，我们必须显式地定义拷贝构造函数，以完整地拷贝对象的所有数据。
注：​对于简单的类，默认的拷贝构造函数一般就够用了，我们也没有必要再显式地定义一个功能类似的拷贝构造函数。

示例： Test (const Test &other)
{
m_id = other.m_id;
m_name = new char[100];
strcpy_s(m_name, strlen(other.m_name). other.m_name);
}
Test() = default; //提高代码的可读性
//当没有任何析构函数时，系统回默认生成无参的构造函数
六、移动构造函数
1、移动拷贝构造函数：Test (const Test && other){}
2、移动赋值运算符：Test & operator=( Test && other){}
注：①形参为对象，若不用引用作形参而使用拷贝，操作耗时、开销大。
②&左值引用，&&右值引用，使用std::move()可将左值转为右值。
③若没有声明，系统会自动生成默认的移动构造函数。
3、引入右值引用的目的：提高程序运行效率、把拷贝对象变成移动对象，省去调用拷贝构造函数，拷贝赋值构造函数，省去开辟空间过程；