每日一个C++知识点|面向对象之封装

图形学爱好者_Wu
36 阅读4分钟

面向对象是C++编程语言的重要特征, 也是C++与C语言显著区别的重要标志, 那什么是面向对象呢?

什么是面向对象

这里的对象并不是指我们的男女朋友, 而是由"Object"所翻译, 指的是具体的物体, 与之相对应的是抽象的类, 类和对象的关系就是物体的普遍性和特殊性的关系, 即一般与个别的关系, 把类转换成对象的过程叫实例化

C++面向对象主要分成三个模块,分别是封装,继承和多态

封装

封装就是把属性和行为打包到类里面, 其中属性就是指成员变量, 行为就是指成员函数, 并通过private和public来确定访问权限

其中private是常用的私有封装修饰符,类的成员变量几乎都用它修饰, 只能类内访问

而public是公有封装修饰符,一般用来修饰类的成员函数,可以允许外部访问

下面举一个关于封装的使用例子

class Rectangle {
    // 私有属性：宽度、高度（外部无法直接访问）
    private:
        double width;  // 矩形宽度
        double height; // 矩形高度

    // 公有接口：对外提供访问和操作的方法
    public:
        //读取宽度
        double getWidth() const { 
            return width;
        }

        // 读取高度
        double getHeight() const {
            return height;
        }
        //计算面积
        double calculateArea() const {
            return width * height;
        }
        //计算周长
        double calculatePerimeter() const {
            return 2 * (width + height);
        }
};

上面代码描述的是一个名为Rectangle的类,其意思就是说这个类是矩形,这个矩形类里面包含成员变量width和height,也叫属性,分别表示这个这个矩形的宽和高这两个属性, 除了成员变量外还包含成员函数getWidth(),getHeight(),calculateArea(),calculatePerimeter(),也叫成员方法,分别表示读取宽度,读取高度,计算面积,计算周长的方法

那么为什么要这么设计呢?为什么要分开private和public呢?这就体现出封装的魅力了。其中一个原因是保护数据的安全,不让外部直接访问这个类的属性而造成数据的篡改,只能通过公有的接口来间接访问属性数据,例如以上代码中是通过getHeight()这个公有的方法来获取width的数据的

实例化

以上是封装类的过程,面向对象除了类的封装外,还需要有对象的实例化, 什么是实例化呢,就是把抽象的类转变成具体的对象的过程,就是实例化

那么怎么把抽象的类转变成具体的对象呢?下面我们将以一段代码举例说明

首先我们先完善上面的矩形类的代码,对上述代码添加了修改属性的方法

#include <iostream>
using namespace std;

class Rectangle {
    // 私有属性：宽度、高度（外部无法直接访问）
    private:
        double width;  // 矩形宽度
        double height; // 矩形高度

    // 公有接口：对外提供访问和操作的方法
    public:
        //读取宽度（getter方法）
        double getWidth() const { 
            return width;
        }

        //读取高度（getter方法）
        double getHeight() const {
            return height;
        }

        // 修改宽度
        void setWidth(double w) {
            width = w;
        }

        //修改高度
        void setHeight(double h) {
            height = h;   
        }

        //计算面积
        double calculateArea() const {
            return width * height;
        }

        //计算周长
        double calculatePerimeter() const {
            return 2 * (width + height);
        }
};

然后我们对类进行实例化

int main() {
    // 1. 实例化单个矩形对象（调用编译器默认的空构造函数）
    Rectangle rect;

    // 2. 为对象的私有属性赋值（宽4.0，高5.0，可自行修改数值）
    rect.setWidth(4.0);
    rect.setHeight(5.0);

    // 3. 调用方法，输出对象的相关信息
    cout << "矩形的宽度：" << rect.getWidth() << endl;
    cout << "矩形的高度：" << rect.getHeight() << endl;
    cout << "矩形的面积：" << rect.calculateArea() << endl;
    cout << "矩形的周长：" << rect.calculatePerimeter() << endl;

    return 0;
}

通过成员方法setWidth()和setHeight给对象的width和height属性赋值,然后通过getWidth()和getHeight()读取其属性信息,通过calculateArea()和calculatePerimeter()对属性数据进行运算,得出以下结果:

上面的过程就是类转化为对象的过程,也就是实例化

由于篇幅所限,本问主要简述的是C++面向对象的封装模块,后续将会继续简述继承和多态的内容

总结

本文主要讲述了C++面向对象之封装的主要内容,重点简述了类和对象的主要关系,并通过代码示例来展示类实例化对象的过程~

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