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C++語(yǔ)言學(xué)習(xí)(三)——封裝(Encapsulation)

C++語(yǔ)言學(xué)習(xí)(三)——封裝(Encapsulation)

一、封裝簡(jiǎn)介

C語(yǔ)言等面向過(guò)程編程中,數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的相關(guān)操作函數(shù)都是分離的獨(dú)立個(gè)體;在C++等面向?qū)ο缶幊讨?,?shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的相關(guān)操作被設(shè)計(jì)為對(duì)象,對(duì)象包括屬性(數(shù)據(jù))和操作(函數(shù)),兩者共同構(gòu)成對(duì)象實(shí)體(即類(lèi)實(shí)體)。面向?qū)ο缶幊淌钩绦蚋K化,更易讀易寫(xiě),提升了代碼重用到一個(gè)更高的層次。
面向?qū)ο缶幊讨?,?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的操作封裝為了對(duì)象。封裝可以隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),使得代碼模塊化,是把過(guò)程和數(shù)據(jù)包圍起來(lái),對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)只能通過(guò)已定義的接口。
封裝是一種對(duì)外提供服務(wù)的模型,封裝模型是對(duì)世間萬(wàn)物的個(gè)體抽象。
封裝的訪問(wèn)屬性如下:
訪問(wèn)屬性 屬性 對(duì)象內(nèi)部 對(duì)象外部
public 公有 可訪問(wèn) 可訪問(wèn)
protected 保護(hù) 可訪問(wèn) 不可訪問(wèn)
private 私有 可訪問(wèn) 不可訪問(wèn)
C語(yǔ)言中,struct中所有行為和屬性都是public的(默認(rèn)),既可以使用接口,又可以直接訪問(wèn)其內(nèi)部數(shù)據(jù),沒(méi)有屏蔽內(nèi)部數(shù)據(jù)。
C++語(yǔ)言中,強(qiáng)化了C語(yǔ)言的封裝特性,struct、class可以指定行為和屬性的訪問(wèn)方式,對(duì)內(nèi)開(kāi)放數(shù)據(jù),對(duì)外屏蔽數(shù)據(jù),對(duì)外提供接口。

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二、C語(yǔ)言的封裝

C語(yǔ)言中,通常使用模塊化進(jìn)行封裝。
stack的C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn):

#include 
#include 

typedef struct stack
{
    char space[1024];
    int top;
}stack;

void stack_init(stack *st)
{
    st->top = 0;
    memset(&st->space, 0, sizeof(st->space));
}

int is_empty(stack *st)
{
    return st->top == 0;
}
int is_full(stack *st)
{
    return st->top == 1024;
}

char pop(stack *st)
{
    return st->space[--st->top];
}

void push(stack *st, char c)
{
    st->space[st->top++] = c;
}

int main(void)
{
    stack st;
    stack_init(&st);
    unsigned int i;
    for(i = 'a'; i < ('z' + 1); i++)
    {
        if(!is_full(&st))
            push(&st, i);
    }
    for(i = 'a'; i < ('z' + 1); i++)
    {
        printf("%c\n", pop(&st));
    }
    return 0;
}

C語(yǔ)言中封裝的struct的數(shù)據(jù)成員是可以被外部調(diào)用修改的。

三、C++語(yǔ)言的封裝

1、C++語(yǔ)言的封裝

C++語(yǔ)言強(qiáng)化了C語(yǔ)言的封裝,在類(lèi)的表示法中定義了屬性和行為的訪問(wèn)級(jí)別。
C++語(yǔ)言中,用于表示類(lèi)屬性的變量為成員變量;用于表示類(lèi)行為的函數(shù)為成員函數(shù)。C++語(yǔ)言中,可以對(duì)類(lèi)的成員變量和成員函數(shù)定義訪問(wèn)級(jí)別。
public:使用public關(guān)鍵字聲明的類(lèi)的成員變量和成員函數(shù)可以在類(lèi)的內(nèi)部和外部訪問(wèn)與調(diào)用
private:使用private關(guān)鍵字聲明的類(lèi)的成員變量和成員函數(shù)只能在類(lèi)的內(nèi)部訪問(wèn)和調(diào)用
protected:使用protected關(guān)鍵字聲明的類(lèi)的成員變量和成員函數(shù)只能在本類(lèi)以及派生子類(lèi)的內(nèi)部訪問(wèn)和調(diào)用。
類(lèi)的成員的作用域只在類(lèi)的內(nèi)部,外部不能直接訪問(wèn)。類(lèi)的成員函數(shù)可以直接訪問(wèn)成員變量和調(diào)用成員函數(shù)。類(lèi)的外部可以通過(guò)類(lèi)對(duì)象訪問(wèn)public成員。
C++語(yǔ)言中,struct定義的類(lèi)中成員的默認(rèn)訪問(wèn)權(quán)限為public,class定義的類(lèi)中成員的默認(rèn)訪問(wèn)權(quán)限為private。

2、C++語(yǔ)言的struct

C++語(yǔ)言中,對(duì)struct關(guān)鍵字進(jìn)行了擴(kuò)展,struct已經(jīng)不只是C語(yǔ)言中變量集合的struct,C++語(yǔ)言中的struct不僅可以定義成員函數(shù),也可以實(shí)現(xiàn)繼承和多態(tài)。與C語(yǔ)言中的struct一樣,C++語(yǔ)言中使用struct定義類(lèi)時(shí),成員的默認(rèn)訪問(wèn)級(jí)別為public。

#include 

using namespace std;

struct Person
{
    const char* name;
    int age;
    virtual void print()
    {
        printf("My name is %s, I'm is %d years old.\n",name,age);
    }
};
//默認(rèn)繼承訪問(wèn)權(quán)限為public
struct Student : Person
{
    void print()
    {
        printf("My name is %s, I'm is %d years old."
               "My score is %d\n",name,age,score);
    }
    void setScore(const int n)
    {
        score = n;
    }
private:
    int score;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    Person p;
    p.name = "Bob";
    p.age = 30;
    p.print();
    Student s;
    s.name = "Bauer";
    s.age = 20;
    s.setScore(98);
    s.print();
    dynamic_cast(&s)->print();
    return 0;
}

3、C++語(yǔ)言的class

由于C++語(yǔ)言的struct需要兼容C語(yǔ)言的struct,C++語(yǔ)言使用新的class關(guān)鍵字定義類(lèi)。使用class定義類(lèi)時(shí),成員的默認(rèn)訪問(wèn)級(jí)別為private。
C++中的類(lèi)支持聲明和實(shí)現(xiàn)的分離,將類(lèi)的定義和實(shí)現(xiàn)分開(kāi),通常.h頭文件中只有類(lèi)的聲明,包括成員變量和成員函數(shù)的聲明;.cpp源文件中完成類(lèi)的成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。

#include 

using namespace std;

class Person
{
public:
    const char* name;
    int age;
    virtual void print()
    {
        printf("My name is %s, I'm is %d years old.\n",name,age);
    }
};

class Student : public Person
{
public:
    void print()
    {
        printf("My name is %s, I'm is %d years old."
               "My score is %d\n",name,age,score);
    }
    void setScore(const int n)
    {
        score = n;
    }
private:
    int score;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    Person p;
    p.name = "Bob";
    p.age = 30;
    p.print();
    Student s;
    s.name = "Bauer";
    s.age = 20;
    s.setScore(98);
    s.print();
    dynamic_cast(&s)->print();
    return 0;
}

4、C++語(yǔ)言struct與class的區(qū)別

C++語(yǔ)言中struct與class最本質(zhì)的區(qū)別如下:
A、默認(rèn)訪問(wèn)權(quán)限不同。struct默認(rèn)的訪問(wèn)權(quán)限是public的,class默認(rèn)的訪問(wèn)權(quán)限是private的。
B、默認(rèn)繼承訪問(wèn)權(quán)限不同。struct默認(rèn)的繼承訪問(wèn)權(quán)限是public的,class默認(rèn)的繼承訪問(wèn)權(quán)限是private的。
C、class可用作定義模板參數(shù)的關(guān)鍵字,而struct不可以。
C++語(yǔ)言中,繼承時(shí)如果沒(méi)有指定繼承訪問(wèn)權(quán)限,默認(rèn)繼承訪問(wèn)權(quán)限是public繼承還是private繼承,取決于子類(lèi)而不是基類(lèi)。struct可以繼承class,class也可以繼承struct,默認(rèn)的繼承訪問(wèn)權(quán)限取決于子類(lèi)是struct還是class,如果子類(lèi)使用struct聲明,默認(rèn)繼承訪問(wèn)權(quán)限是public;如果子類(lèi)使用class聲明,默認(rèn)繼承訪問(wèn)權(quán)限是private。

#include 

using namespace std;

class Person
{
public:
    const char* name;
    int age;
    virtual void print()
    {
        printf("My name is %s, I'm is %d years old.\n",name,age);
    }
};
//默認(rèn)繼承訪問(wèn)權(quán)限為public
struct Student : public Person
{
public:
    void print()
    {
        printf("My name is %s, I'm is %d years old."
               "My score is %d\n",name,age,score);
    }
    void setScore(const int n)
    {
        score = n;
    }
private:
    int score;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    Person p;
    p.name = "Bob";
    p.age = 30;
    p.print();
    Student s;
    s.name = "Bauer";
    s.age = 20;
    s.setScore(98);
    s.print();
    dynamic_cast(&s)->print();
    return 0;
}

5、C++語(yǔ)言封裝示例

C++類(lèi)實(shí)現(xiàn)stack:
stack.h源碼:

#ifndef STACK_H
#define STACK_H

class stack
{
public:
    stack();
    bool is_empty();
    bool is_full();
    void push(char c);
    char pop();
private:
    char space[1024];
    unsigned int top;
};

#endif // STACK_H

stack.cpp源碼:

#include "stack.h"
#include 

stack::stack()
{
    top = 0;
    memset(space, 0, sizeof(space));
}

bool stack::is_empty()
{
    return top == 0;
}

bool stack::is_full()
{
    return top == 1024;
}

void stack::push(char c)
{
    space[top++] = c;
}

char stack::pop()
{
    return space[--top];
}

main.cpp源碼:

#include 
#include "stack.h"
#include 
using namespace std;

int main()
{
    stack st;
    unsigned int i;
    for(i = 'a'; i < 'z' + 1; i++)
    {
        if(!st.is_full())
            st.push(i);
    }
    for(i = 'a'; i < 'z' + 1; i++)
    {
        cout<

C++語(yǔ)言中封裝的class stack中數(shù)據(jù)成員是private的,對(duì)于外部不可訪問(wèn),通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)成員和操作方法的訪問(wèn)權(quán)限,可以對(duì)外部開(kāi)放、屏蔽數(shù)據(jù)成員和操作方法。C++通過(guò)定義類(lèi)成員的訪問(wèn)級(jí)別實(shí)現(xiàn)封裝機(jī)制。C++語(yǔ)言中類(lèi)支持聲明和實(shí)現(xiàn)的分離,在頭文件中聲明類(lèi),在源文件中實(shí)現(xiàn)類(lèi)。


新聞名稱(chēng):C++語(yǔ)言學(xué)習(xí)(三)——封裝(Encapsulation)
文章來(lái)源:http://weahome.cn/article/jpoiop.html

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