第8课 - 类中的封装

1. 类的组成

类的实现细节；

类的使用方式。

当使用类时，不需要关心其实现细节；当创建一个类时，才需要考虑其内部实现细节。

例：

使用手机时，只需要知道如何发短信，打电话，拍照等等即可，不需要关心手机是如何开发出来的。

手机开发工程师就需要考虑手机内部的实现细节，如硬件细节和软件细节。

2. 封装的基本概念

根据日常生活中的经验：并不是类的每个属性都是对外公开的。

如：女孩子不希望外人知道自己的年龄和身高。

如：一些男孩子不希望别人知道自己会尿床。

而一些类的属性是对外公开的。

如：人类的姓名，学历，国籍等。

因此，需要在类的表示法中定义属性和行为的公开级别。

类似文件系统中文件的权限。

3. C++中的类的封装

成员变量：C++中用于表示类属性的变量。

成员函数：C++中用于表示类行为的函数。

在C++中可以给成员变量和成员函数定义访问级别。

public：成员变量和成员函数可以在类的内部和外界访问和调用。

private：成员变量和成员函数只能在类的内部被访问和调用。

程序：类成员的访问属性

#include <stdio.h>

struct Biology

{

bool living;

};

struct Animal : Biology

{

bool movable;

void findFood()

{

}

};

struct Plant : Biology

{

bool growable;

};

struct Beast : Animal

{

void sleep()

{

}

};

struct Human : Animal

{

void sleep()

{

printf("I'm sleeping...\n");

}

void work()

{

printf("I'm working...\n");

}

};

struct Girl : Human

{

private:

int age;

public:

void play()

{

printf("I'm girl, I'm playing...\n");

}

void print()

{

age = 22;

printf("Girl's age is %d\n", age);

play();

sleep();

work();

}

};

struct Boy : Human

{

public:

int age;

void play()

{

printf("I'm boy, I'm playing...\n");

}

void print()

{

age = 23;

printf("Boy's age is %d\n", age);

play();

sleep();

work();

}

};

int main(int argc, char *argv[])

{

Girl girl;

//girl.age = 25;

girl.print();

Boy boy;

boy.print();

printf("Press any key to continue...");

getchar();

return 0;

}

4. 类成员的作用域

类成员的作用域都只在类的内部，外部无法直接访问，成员函数可以直接访问成员变量和调用其它成员函数。

类的外部可以通过类变量访问public成员，类成员的作用域与访问级别没有关系。

C++中用struct定义的类的所有成员默认为public。

程序：类成员的作用域

#include <stdio.h>

int i = 1;

struct Test

{

private:

int i;

public:

int j;

int getI()

{

i = 3;

return i;

}

};

int main()

{

int i = 2;

Test test;

test.j = 4;

printf("i = %d\n", i);

printf("::i = %d\n", ::i);

//printf("test.i = %d\n", test.i);

printf("test.j = %d\n", test.j);

printf("test.getI() = %d\n", test.getI());

printf("Press any key to continue...");

getchar();

return 0;

}

2,1,4,3

5. 类的真正形态

struct在C语言中已经有了自己的含义，只能继续兼容。在C++中提供了新的关键字class用于类定义。class和struct的用法是完全相同的。

在用struct定义类时，所有成员的默认属性为public。

在用class定义类时，所有成员的默认属性为private。

#include <stdio.h>

struct A

{

int i;

int getI()

{

return i;

}

};

class B

{

int i;

int getI()

{

return i;

}

};

int main(int argc, char *argv[])

{

A a;

B b;

a.i = 1;

a.getI();

b.i = 2;

b.getI();

printf("Press any key to continue...");

getchar();

return 0;

}

运行的时候，struct A中的内容可以访问，class B中的内容无法访问。

6. 手把手写代码

要求：

提供setOperator函数设置运算类型，如：加，减，乘，除。

提供setParameter函数设置运算参数，类型为整型。

提供result函数进行运算，其返回值表示运算的合法性，通过引用参数返回结果。

7. 运算类的改进

在Operator中所有成员函数的实现都在类中完成。

问题：对于使main函数来说，只需要知道怎么使用Operator即可，没有必要知道其实现。

解决方案：将Operator类的实现和定义分开。

operator.h头文件中只有类的声明。

operator.cpp中完成类的其它实现。

operator.h

#ifndef _OPERATOT_H_

#define _OPERATOT_H_

class Operator

{

private:

char mop;

double mP1;

double mP2;

public:

bool setOperator(char op);  //boolÀàÐÍ×öºÏ·¨ÅжÏ

void setParameter(double p1, double p2);

bool result(double& r);

};

#endif

operator.cpp

#include "operator.h"

bool Operator::setOperator(char op)  //boolÀàÐÍ×öºÏ·¨ÅжÏ

{

bool ret = false;

if((op == '+') || (op == '-') || (op == '*') || (op == '/'))

{

ret = true;

mop = op;

}

return ret;

}

void Operator::setParameter(double p1, double p2)

{

mP1 = p1;

mP2 = p2;

}

bool Operator::result(double& r)

{

bool ret = true;

switch(mop)

{

case '/':

if((-0.0000001 < mP2) && (mP2 < 0.0000001))

{

ret = false;

}

else

{

r = mP1 /mP2;

}

break;

case '+':

r = mP1 + mP2;

break;

case '*':

r = mP1 * mP2;

break;

case '-':

r = mP1 - mP2;

break;

default:

ret = false;

break;

}

return ret;

}

main.cpp

#include<stdio.h>

#include"Operator.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

Operator op;

double r = 0;

op.setOperator('+');

op.setParameter(8,2);

if( op.result(r) )

{

printf("Result is %f\n",r);

}

getchar();

return 0;

}

小结：

类的精华在于封装：将实现细节和使用方式相分离。

C++中通过public和private实现类的封装：public成员可以通过变量被外界访问，private成员只能够在类内部使用。

类的定义和实现可以分开到不同的文件中。