C++(七)封装

简介: 本文档详细介绍了C++封装的概念及其应用。封装通过权限控制对外提供接口并隐藏内部数据,增强代码的安全性和可维护性。文档首先解释了`class`中的权限修饰符(`public`、`private`、`protected`)的作用,并通过示例展示了如何使用封装实现栈结构。接着介绍了构造器和析构器的使用方法,包括初始化列表的引入以及它们在内存管理和对象生命周期中的重要性。最后,通过分文件编程的方式展示了如何将类定义和实现分离,提高代码的模块化和复用性。

权限控制

struct 中所有行为和属性都是 public 的(默认),此举也是为了 C++兼容 C 语言,
因为 C 语言中没有权限的概念。

C++中的 class 可以指定行为和属性的访问方式,默认为 private,此举要求你必
须指定权限,不然就没有办法外部访问。

访问属性 属性 对象内部 对象外部
public 公有 可访问 可访问
private 私有 可访问 不可访问
protected 受保护 可访问 不可访问

初步使用封装:

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;

class Stack{
public:
    void init();
    bool isEmpty();
    bool isFull();
    void push(int data);
    int pop();
private:
    int space[1024];
    int top;
};

void Stack::init()
{
    memset(space,0,sizeof(space));
    top = 0;
}
bool Stack::isEmpty()
{
    return top == 0;
}
bool Stack::isFull()
{
    return top == 1024;
}
void Stack::push(int data)
{
    space[top++] = data;
}
int Stack::pop()
{
    return space[--top];
}


int main(){
    Stack s;
    s.init();
    if(!s.isFull())
        s.push(10);
    if(!s.isFull())
        s.push(20);
    if(!s.isFull())
        s.push(30);
    if(!s.isFull())
        s.push(40);
    while(!s.isEmpty())
        cout<<s.pop()<<endl;
    return 0;
}

class

构造器constructor

构造器是类的初始化函数,当对象被创建时,系统自动调用构造器进行初始化。

无返回值 可以有参数

构造器可以有默认参数,可以被重载

系统提供的默认构造器,当没有自定义构造器时,系统会自动生成一个默认构造器。

无论重载还是默认参数,都应该将无参的空体构造器包含进来

生成的无参的对象,是一种比较常见的现象,对象数组;

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;

class Stack{
public:
    Stack(){
        top = 0;
        size = 1024;
        space = new int[1024];
        memset(space, 0, sizeof(int)*1024);
    }

    Stack(int size){
        top = 0;
        this->size = size;
        space = new int[size];
        memset(space, 0, sizeof(int)*size);
    }


    //默认参数会在现在的代码中冲突
//    Stack(int size=1024){
//        top = 0;
//        this->size = size;
//        space = new int[size];
//        memset(space, 0, sizeof(int)*size);
//    }

    bool isEmpty();
    bool isFull();
    void push(int data);
    int pop();
private:
    int *space;
    int top;
    int size;
};


bool Stack::isEmpty()
{
    return top == 0;
}
bool Stack::isFull()
{
    return top == size;
}
void Stack::push(int data)
{
    space[top++] = data;
}
int Stack::pop()
{
    return space[--top];
}


int main(){
    Stack s(2);

    if(!s.isFull())
        s.push(10);
    if(!s.isFull())
        s.push(20);
    if(!s.isFull())
        s.push(30);
    if(!s.isFull())
        s.push(40);
    while(!s.isEmpty())
        cout<<s.pop()<<endl;
    return 0;
}

initial list 初始化列表

C++11 引入了初始化列表,可以用来初始化类成员变量。

注意: 初始化的顺序与成员变量的声明顺序相同。与列表中赋值顺序无关。
不能使用列表中初始化的成员,去初始化其他成员,做法很容易引发错误

必须用此格式来初始化引用数据。

必须用此格式来初始化非静态 const 数据成员(C++98)。

//列表只能初始化类成员变量,不能初始化局部变量
   Stack(int size): top(0), size(size), space(new int[size]){

        memset(space, 0, sizeof(int)*size);
    }

   Stack(int size): top(0), size(size), space(new int[size]{0}){

    }

析构器destructor

析构器是类的析构函数,

~开头与类名同的函数,在类对象销毁时(栈/堆对象),自动调用,

无返回值 不能有参数

析构器不能被重载

系统提供的默认析构器,当没有自定义析构器时,系统会自动生成一个默认析构器。


#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;

class Stack{
public:
    Stack(){
        top = 0;
        size = 1024;
        space = new int[1024];
        memset(space, 0, sizeof(int)*1024);
    }
    ~Stack(){
        delete[] space;
    }

private:
    int *space;
    int top;
    int size;
};

层次管理


#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
class Student
{
public:
    Student(int a, char* n )
    {
        cout<<"Constructor called"<<endl;
        _age  = a;
        _name = new char[strlen(n)];
        strcpy(_name,n);
    }
    ~Student()
    {
        cout<<"Destructor called"<<endl;
        delete []_name;
    }

private:
    char *_name;
    int _age;
};
int main()
{
    Student s(10,"hello");
    Student *ps  = new Student(10,"hello");
    delete ps;
    return 0;
}

分文件编程

myStack.h

//
// Created by gophe on 24-7-28.
//

#ifndef CDEMO_MYSTACK_H
#define CDEMO_MYSTACK_H


class myStack {
public:
    myStack();
    //myStack(int size);
    myStack(int size=10);//参数默认值只能在这定义,初始化列表在.cpp中定义

    ~myStack();
    bool isEmpty();
    bool isFull();
    void push(int data);
    int pop();
private:
    int *space;
    int top;
    int size;
};


#endif //CDEMO_MYSTACK_H

myStack.cpp

//
// Created by gophe on 24-7-28.
//

#include "Headers/myStack.h"

myStack::myStack(){
    top = 0;
    size = 100;
    space = new int[100];
}
//  上下两种均可
myStack::myStack():size(10),top(0),space(new int[10]){

}

myStack::myStack(int s)
{
    top = 0;
    size = s;
    space = new int[s];
}
//  上下两种均可
//初始化列表在.cpp中定义
myStack::myStack(int s):size(s),top(0),space(new int[s])
{
}

myStack::~myStack()
{
    delete[] space;
}

bool myStack::isEmpty()
{
    return top == 0;
}
bool myStack::isFull()
{
    return top == size;
}
void myStack::push(int data)
{
    space[top++] = data;
}
int myStack::pop()
{
    return space[--top];
}

main.cpp

#include <iostream>
#include "Headers/myStack.h"

using namespace std;


int main(){
    myStack s(2);

    if(!s.isFull())
        s.push(10);
    if(!s.isFull())
        s.push(20);
    if(!s.isFull())
        s.push(30);
    if(!s.isFull())
        s.push(40);
    while(!s.isEmpty())
        cout<<s.pop()<<endl;
    return 0;
}
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