C++类和对象【1】—— 封装

简介: C++类和对象【1】—— 封装

一、对象的概念:

C++面向对象的三大特性为:<封装、继承、多态>


C++认为 "万事万物都皆为对象" ,对象上有其属性和行为。


例如:


人可以作为对象,属性有姓名、年龄、身高、体重...,行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌...


车也可以作为对象,属性有轮胎、方向盘、车灯...,行为有载人、放音乐、放空调...


具有相同性质的==对象==,我们可以抽象称为==类==,人属于人类,车属于车类

二、封装

1)封装的意义

封装是C++面向对象的三大特性之一。

  • 将属性和行为作为一个个体,表现生活中的事务。
  • 将属性和行为加以权限控制。


(●'◡'●)封装意义一:

       在设计类的时候,把行为和属性放在一起,表现事物。

语法:  class 类名{ 访问权限: 属性/行为 };


(●'◡'●)示例一:设计一个圆类,求圆的周长

const double PI = 3.14; 
//设计一个圆类,求圆的周长:2 * PI *半径 
class Circle
{
  //访问权限
public: 
  //属性
  //半径
  int m_r; 
  //行为
  //求圆的周长
  double calculateZC()
  {
    return 2 * PI * m_r;
  } 
};
int main(){
  //通过圆类创建具体的圆(对象)
  //实例化(通过一个类 创建一个对象的过程) 
  Circle c1;
  c1.m_r = 10;
  cout<<"圆周长为:"<<c1.calculateZC() <<endl;
  system("pause");
  return 0;
}

(●'◡'●)示例二:设计一个学生类,属性有姓名和学号,可以给姓名和学号赋值,可以显示学生的姓名和学号

class Student 
{
  //访问权限
public: 
  //属性
  string ID;
  string Name; 
  //行为 
  void show()
  {
    cout<<"学生的姓名学号为:"<<Name<<" "<<ID<<endl;
  }
};
int main(){
  //对象实例化: 
  Student stu;
  stu.ID = "202102666";
  stu.Name="码雨";
  stu.show(); 
  system("pause");
  return 0;
}

一些类的术语:

       类中的属性和行为 我们统一称为 成员

       属性  成员属性  成员变量

       行为  成员函数  成员方法

(●'◡'●)示例三:

//学生类
class Student {
public:
    //利用方法给属性赋值
  void setName(string name) {
    m_name = name;
  }
  void setID(int id) {
    m_id = id;
  }
  void showStudent() {
    cout << "name:" << m_name << " ID:" << m_id << endl;
  }
public:
  string m_name;
  int m_id;
};
int main() {
  Student stu;
  stu.setName("德玛西亚");
  stu.setID(250);
  stu.showStudent();
  system("pause");
  return 0;
}

三、类中的访问权限

🥶三种访问权限:


公共权限 public          成员    类内可以访问    类外也可以访问

保护权限 protected    成员    类内可以访问    类外不可以访问    子类可以访问父类的保护内容

私有权限 private        成员    类内可以访问    类外不可以访问        

C++中struct和class的区别

在C++中 struct和class唯一的区别就在于 默认的访问权限不同🥶


struct默认权限是 公共 public


class默认权限是 私有 private

class C1
{
    int  m_A; //默认是私有权限
};
struct C2
{
    int m_A;  //默认是公共权限
};
int main() {
    C1 c1;
    c1.m_A = 10; //错误,访问权限是私有
    C2 c2;
    c2.m_A = 10; //正确,访问权限是公共
    system("pause");
    return 0;
}

成员属性设置为私有

优点1:将所有成员属性设置为私有,可以自己控制读写权限。


优点2:对于写权限,我们可以检测数据的有效性。


如果我们把属性全部设置为私有,就无法在类外面直接进行修改使用,这时就需要在public里面再写一个接口用来调用属性,对属性进行读写操作。

class Person {
public:
  //姓名设置可读可写
  void setName(string name) {
    m_Name = name;
  }
  string getName()
  {
    return m_Name;
  }
  //获取年龄 
  int getAge() {
    return m_Age;
  }
  //设置年龄
  void setAge(int age) {
    if (age < 0 || age > 150) {
      cout << "你个老妖精!" << endl;
      return;
    }
    m_Age = age;
  }
  //情人设置为只写
  void setLover(string lover) {
    m_Lover = lover;
  }
private:
  string m_Name; //可读可写  姓名
  int m_Age; //只读  年龄
  string m_Lover; //只写  情人
};
int main() {
  Person p;
  //姓名设置
  p.setName("张三");
  cout << "姓名: " << p.getName() << endl;
  //年龄设置
  p.setAge(50);
  cout << "年龄: " << p.getAge() << endl;
  //情人设置
  p.setLover("苍老师");
  //cout << "情人: " << p.m_Lover << endl;  //只写属性,不可以读取
  system("pause");
  return 0;
}

练习案例:设计立方体类


设计立方体类(Cube)


求出立方体的面积和体积


分别用全局函数和成员函数判断两个立方体是否相等。

//立方体类设计
//1、设计立方体
//2、设计属性
//3、设计行为 获取立方体面积和体积
//4、分别利用全局函数和成员函数 判断两个立方体是否相等
class Cube
{
public:
  //设置长
  void setL(int l)
  {
    m_L = l;
  }
  //获取长
  int getL()
  {
    return m_L;
  }
  //设置宽
  void setW(int w)
  {
    m_W = w;
  }
  //获取宽
  int getW()
  {
    return m_W;
  }
  //设置高
  void setH(int h)
  {
    m_H = h;
  }
  //获取高
  int getH()
  {
    return m_H;
  }
  //获取立方体面积
  int calculateS()
  {
    return 2 * (m_L*m_W + m_W*m_H + m_L*m_H);
  }
  //获取立方体体积
  int calculateV()
  {
    return m_L * m_H * m_W;
  }
  //利用成员函数判断两个立方体是否相等
  bool isequalByClass(Cube &c2)//应该用已知的对象来调用这个函数,然后再传进来一个对象c2进行比较
  {
    if (getL() == c2.getL() && getW() == c2.getW() && getH() == c2.getH())
    {//在类里面getL和m_L效果一样
      return true;
    }
    return false;
  }
private:
  int m_L;//长
  int m_W;//宽
  int m_H;//高
};
//利用全局函数判断 两个立方体是否相等
bool isequal(Cube &c1, Cube &c2)//直接利用引用,避免再拷贝数据
{
  if (c1.getL() == c2.getL() && c1.getW() == c2.getW() && c1.getH() == c2.getH())
  {
    return true;
  }
  return false;
}
int main() {
  //创建立方体对象
  Cube c1;
  c1.setH(10);
  c1.setL(10);
  c1.setW(10);
  cout << "c1的面积为:" << c1.calculateS() << endl;
  cout << "c1的体积为:" << c1.calculateV() << endl;
  //再创建一个立方体对象
  Cube c2;
  c2.setH(10);
  c2.setL(10);
  c2.setW(11);
  //利用全局函数比较
  if (isequal(c1, c2))
  {
    cout << "全局函数判断c1和c2是相等的" << endl;
  }
  else
  {
    cout << "全局函数判断c1和c2是不相等的" << endl;
  }
  //利用成员函数比较
  if (c1.isequalByClass(c2))
  {
    cout << "成员函数判断c1和c2是相等的" << endl;
  }
  else
  {
    cout << "成员函数判断c1和c2是不相等的" << endl;
  }
  system("pause");
  return 0;
}

用全局函数时,需要传两个对象进去;用成员函数,就需要传一个对象就好了(用一个已知的来调用,传进去一个未知的对象)

//点和圆的关系案例
//点类
class Point 
{
public:
  //设置x
  void setX(int x) {
    m_X = x;
  }
  //获取x
  int getX()
  {
    return m_X;
  }
  //设置y
  void setY(int y) {
    m_Y = y;
  }
  //获取y
  int getY() {
    return m_Y;
  }
private:
  int m_X;
  int m_Y;
};
//圆类
class Circle
{
public:
  //设置半径
  void setR(int r)
  {
    m_R = r;
  }
  //获取半径
  int getR()
  {
    return m_R;
  }
  //设置圆心
  void setCenter(Point Center)
  {
    m_Center = Center;
  }
    //获取圆心
  Point getCenter()
  {
    return m_Center;
  }
private:
  int m_R;//半径
  Point m_Center;//圆心
};
//判断点和圆的关系
void isInCircle(Circle& c, Point& p)
{
  //计算两点之间距离的平方
  int distance =
    (c.getCenter().getX() - p.getX()) * (c.getCenter().getX() - p.getX()) +
    (c.getCenter().getY() - p.getY()) * (c.getCenter().getY() - p.getY());
  //计算半径平方
  int rDistance = c.getR() * c.getR();
  //判断关系
  if (distance == rDistance) {
    cout << "点在圆上" << endl;
  }
  else if (distance > rDistance) {
    cout << "点在圆外" << endl;
  }
  else
    cout << "点在圆内" << endl;
}
int  main() {
  //创建圆
  Circle c;
  c.setR(10);
  Point center;
  center.setX(10);
  center.setY(0);
  c.setCenter(center);
  //创建点
  Point p;
  p.setX(10);
  p.setY(10);
  //判断关系
  isInCircle(c, p);
  system("pause");
  return 0;
}
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