C++核心编程---4.1 类和对象-封装【P99~P105】
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C++核心编程---4.1 类和对象-封装【P99~P105】
4 类和对象
C++面向对象的三大特性：封装、继承和多态
C++认为万事万物皆为对象，对象上有其属性和行为
- 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
4.1 类和对象-封装
封装是C++面向对象三大特性之一
封装的意义：
- 将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物
- 将属性和行为加以权限控制
4.1.1 属性和行为作为整体
#include<iostream>
using namespace std;
//设计一个圆类，求圆的周长 2 * PI * 半径
const double PI = 3.14;
//class代表设计一个类，类后面紧跟着的就是类名称
class Circle
{
//访问权限
public:
//属性
int m_r;//半径
//行为：获取圆的周长
double calculateZC()
{
return 2 * PI * m_r;
}
};
int main()
{
//通过圆类创建一个具体的对象：圆
//实例化：通过一个类创建一个对象的过程
Circle c1;
c1.m_r = 10;
cout << "圆的周长为： " << c1.calculateZC() << endl;
system("pause");
return 0;
}
4.1.2 案例-设计学生类
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
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//class代表设计一个类，类后面紧跟着的就是类名称
class Student
{
//访问权限
public:
//属性
string m_Name;//学生姓名
int m_Id;//学生学号
//行为：给姓名和学号赋值，显示学生的姓名和学号
void setName(string name)
{
m_Name = name;
}
void setId(int id)
{
m_Id = id;
}
void showStudent()
{
cout << "姓名： " << m_Name << "学号： " << m_Id << endl;
}
};
int main()
{
//实例化：创建一个具体的学生
Student Stu1;
//给Stu1对象进行属性赋值操作
/*Stu1.m_Name = "张三";
Stu1.m_Id = 01;*/
Stu1.setName("张三");
Stu1.setId(01);
//显示姓名和学号
Stu1.showStudent();
Student Stu2;
//给Stu1对象进行属性赋值操作
Stu2.m_Name = "李四";
Stu2.m_Id = 02;
//显示姓名和学号
Stu2.showStudent();
system("pause");
return 0;
}
4.1.3 封装-访问权限
- 公共权限public： 类内类外均可以访问
- 保护权限protected： 类内可以访问，类外不可以访问，在继承中，儿子可以访问父亲中的保护内容
- 私有权限private： 类内可以访问，类外不可以访问，在继承中，儿子不可以访问父亲的私有内容
# include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
class Person
{
public:
string m_Name;//姓名
protected:
string m_Car;//汽车
private:
int m_Password;//银行卡密码
public:
void func()//不会报错，因为三个属性都支持类内访问
{
m_Name = "张三";
m_Car = "别克";
m_Password = 123456;
}
};
int main()
{
Person p1;
p1.m_Name = "李四";
p1.m_Car = "奔驰";//报错：保护权限的内容在类外无法访问
p1.m_Password = 234567;//报错：私有权限在类外也是无法访问
system("pause");
return 0;
}
4.1.4 C++中 class 和 structure 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
区别：
- struct 默认权限为公共
- class 默认权限为私有
# include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
class C1
{
int m_A;//默认权限是私有
};
struct C2
{
int m_A;//默认权限是公共
};
int main()
{
C1 c1;
c1.m_A = 100;//报错
C2 c2;
c2.m_A = 100;//不报错
system("pause");
return 0;
}
4.1.5 成员属性私有化
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，可以检测数据的有效性
通常情况下，如果我们把属性都设置为了私有，会对外为这些属性提供一些 public 的接口来对这些属性进行访问
# include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
class Person
{
public:
//写姓名（设置姓名）
void setName(string name)
{
m_Name = name;
}
//读姓名（获取姓名）
string getName()
{
return m_Name;
}
//获取年龄，只读
int getAge()
{
m_Age = 0;//初始化为0岁
return m_Age;
}
//设置情人，只写
void setLover(string lover)
{
m_Lover = lover;
}
private:
string m_Name;//姓名 可读可写
int m_Age;//年龄 只读
string m_Lover;//情人 只写
};
int main()
{
Person p;
p.setName("张三");
cout << "姓名为： " << p.getName() << endl;
cout << "年龄为： " << p.getAge() << endl;
p.setLover("仓井");
system("pause");
return 0;
}
4.1.6 设计案例1-立方体类
- 成员属性：m_L、m_W、m_H
- 成员行为：获取立方体面积、获取立方体体积
- 另外，成员属性私有化后要设置 public 权限访问接口，即设置、获取立方体的长宽高
# include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//立方体类设计
//1、创建立方体类
//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
{
private:
int m_L;
int m_W;
int m_H;
public:
//访问接口：设置长
void setL(int l)
{
m_L = l;
}
//访问接口：获取长
int getL()
{
return m_L;
}
//访问接口：设置宽
void setW(int w)
{
m_W = w;
}
//访问接口：获取宽
int getW()
{
return m_W;
}
//访问接口：设置高
void setH(int h)
{
m_H = h;
}
//访问接口：获取高
int getH()
{
return m_H;
}
//获取立方体面积
int calculateS()
{
return 2 * (m_L * m_W + m_L * m_H + m_W * m_H);
}
//获取立方体体积
int calculateV()
{
return m_L * m_W * m_H;
}
//利用成员函数判断两个立方体是否相等
bool isSameByClass(Cube &c)
{
if (m_L == c.getL() && m_W == c.getW() && m_H == c.getH())
return 1;
else
return 0;
}
};
//利用全局函数判断两个立方体是否相等
bool isSame(Cube &c1, Cube &c2)
{
if (c1.getL() == c2.getL() && c1.getW() == c2.getW() && c1.getH() == c2.getH())
return 1;
else
return 0;
}
int main()
{
//创建一个立方体的对象
Cube c1;
c1.setL(10);
c1.setW(10);
c1.setH(10);
cout << "c1的面积为： " << c1.calculateS() << endl;
cout << "c1的体积为： " << c1.calculateV() << endl;
Cube c2;
c2.setL(10);
c2.setW(10);
c2.setH(11);
bool req = isSame(c1, c2);
if (req)
{
cout << "c1和c2是相等的" << endl;
}
else
{
cout << "c1和c2是不相等的" << endl;
}
bool res = c1.isSameByClass(c2);
if (res)
{
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;
}
4.1.7 设计案例2-点和圆关系
# include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
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;
};
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;
Point m_Center;//圆心
};
//判断点和圆关系
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());
//计算半径的平方
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(11);
//比较
isInCircle(c, p);
system("pause");
return 0;
}
这样就完成了本案例，但是可以发现在做复杂一些的程序的话可能有很多类，若是都被放在一个文件里，简直太长了，一般我们会将类放在其他的文件下，让项目结构更加清晰。
#include<iostream>
#include<string>
#include "point.h"
#include "circle.h"
using namespace std;
//判断点和圆关系
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());
//计算半径的平方
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(11);
//比较
isInCircle(c, p);
system("pause");
return 0;
}
point.h
#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
class Point
{
public:
//设置x
void setX(int x);
//获取x
int getX();
//设置y
void setY(int y);
//获取y
int getY();
private:
int m_X;
int m_Y;
};
point.cpp
#include "point.h"
void Point::setX(int x)
{
m_X = x;
}
//获取x
int Point::getX()
{
return m_X;
}
//设置y
void Point::setY(int y)
{
m_Y = y;
}
//获取y
int Point::getY()
{
return m_Y;
}
circle.h
#pragma once
#include<iostream>
#include "point.h"
using namespace std;
class Circle
{
public:
//设置半径
void setR(int r);
//获取半径
int getR();
//设置圆心
void setCenter(Point center);
//获取圆心
Point getCenter();
private:
int m_R;
Point m_Center;//圆心
};
circle.cpp
#include "circle.h"
//设置半径
void Circle::setR(int r)
{
m_R = r;
}
//获取半径
int Circle::getR()
{
return m_R;
}
//设置圆心
void Circle::setCenter(Point center)
{
m_Center = center;
}
//获取圆心
Point Circle::getCenter()
{
return m_Center;
}
注意事项：
- .h文件中只写成员函数声明，具体函数实现写在.cpp中
- .cpp写函数时加上作用域并且包含对应的.h头文件
内容总结
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