bilibiliC++16-22类和对象-封装

叁歲伎倆 2022-10-25 14:11 178阅读 0赞

## **4** 类和对象 ##

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

### 4.1 封装 ###

#### 4.1.1 封装的意义 ####

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

**封装意义一：**

在设计类的时候，属性和行为写在一起，表现事物

**语法：** `class 类名{ 访问权限： 属性 / 行为 };`

**示例1：** 设计一个圆类，求圆的周长

**示例代码：**

//圆周率
    const double PI = 3.14;
    
    //1、封装的意义
    //将属性和行为作为一个整体，用来表现生活中的事物
    
    //封装一个圆类，求圆的周长
    //class代表设计一个类，后面跟着的是类名
    class Circle
    { 
    public:  //访问权限 公共的权限
    
    	//属性
    	int m_r;//半径
    
    	//行为
    	//获取到圆的周长
    	double calculateZC()
    	{ 
    		//2 * pi * r
    		//获取圆的周长
    		return  2 * PI * m_r;
    	}
    };
    
    int main() { 
    
    	//通过圆类，创建圆的对象
    	// c1就是一个具体的圆
    	Circle c1;
    	c1.m_r = 10; //给圆对象的半径 进行赋值操作
    
    	//2 * pi * 10 = = 62.8
    	cout << "圆的周长为： " << c1.calculateZC() << endl;
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

\*\*示例2：\*\*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

**示例2代码：**

代码1

#include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    //学生类
    class Student
    { 
    	//权限
    public:
    	//属性
    	//姓名
    	string m_name;
    	//学号
    	int m_num;
    	
    	//行为
    	//打印学生的姓名和学号
    	void printStudent()
    	{ 
    		cout << "姓名：" << m_name << "学号：" << m_num << endl;
    	}
    
    };
    
    
    int main() { 
    	Student s1;
    	s1.m_name = "张三";
    	s1.m_num =123456;
    	s1.printStudent();
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

代码2

//学生类
    class Student { 
    public:
    	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() { 
    //创建一个具体的学生 实例化对象
    	Student stu;
    	stu.setName("德玛西亚");
    	stu.setID(250);
    	stu.showStudent();
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

**封装意义二：**

类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下，加以控制

访问权限有三种：

1.  public 公共权限
2.  protected 保护权限
3.  private 私有权限

**示例：**

//三种权限
    //公共权限 public 类内可以访问 类外可以访问
    //保护权限 protected 类内可以访问 类外不可以访问 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 儿子不可以访问父亲中的私有内容
    
    class Person
    { 
    	//姓名 公共权限
    public:
    	string m_Name;
    
    	//汽车 保护权限
    protected:
    	string m_Car;
    
    	//银行卡密码 私有权限
    private:
    	int m_Password;
    
    public:
    	void func()
    	{ 
    		m_Name = "张三";
    		m_Car = "拖拉机";
    		m_Password = 123456;
    	}
    };
    
    int main() { 
    
    	Person p;
    	p.m_Name = "李四";
    	//p.m_Car = "奔驰"; //保护权限类外访问不到
    	//p.m_Password = 123; //私有权限类外访问不到
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

#### 4.1.2 struct和class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

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;
    }

#### 4.1.3 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，通过public接口

**优点2：** 对于写权限，我们可以检测数据的有效性

**示例：**

#include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    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("苍井");
    	//cout << "情人： " << p.m_Lover << endl; //只写属性，不可以读取
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

**练习案例1：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][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FpcXExMzY_size_16_color_FFFFFF_t_70]

#include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    //立方体类
    class Cube
    { 
    	//权限
    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 l)
    	{ 
    		m_W = l;
    	}
    	//获取宽
    	int getW()
    	{ 
    		return m_W;
    	}
    	//设置高
    	void setH(int l)
    	{ 
    		m_H = l;
    	}
    	//获取高
    	int getH()
    	{ 
    		return m_H;
    	}
    	int calculataS()
    	{ 
    		return 2 * m_L * m_W + 2 * m_W * m_H + 2 * m_L * m_H;
    	}
    	int calculataV()
    	{ 
    		return m_L * m_H * m_W;
    	}
    
    	bool isSameByClass(Cube& c)
    	{ 
    		if (m_L== c.getL() && m_W == c.getW() && m_H == c.getH())
    			return true;
    		else
    			return false;
    	}
    private:
    	//属性
    	int m_L;
    	int m_W;
    	int m_H;
    	
    	//行为
    	//1.获取面积和体积
    
    };
    
    bool isSame(Cube& c1, Cube& c2)
    { 
    	if (c1.getL() == c2.getL() && c1.getW() == c2.getW() && c1.getH() == c2.getH())
    		return true;
    	else
    		return false;
    }
    
    int main() { 
    	Cube c1;
    	c1.setL(10);
    	c1.setW(10);
    	c1.setH(10);
    
    	cout << "c1的面积为" << c1.calculataS() << endl;
    	cout << "c1的体积为" << c1.calculataV() << endl;
    
    	Cube c2;
    	c2.setL(10);
    	c2.setW(10);
    	c2.setH(11);
    
    	bool ret = isSame(c1, c2);
    	if (ret)
    		cout << "c1,c2相等" << endl;
    	else
    		cout << "c1,c2不相等" << endl;
    
    
    	bool ret2 = c1.isSameByClass(c2);
    	if (ret2)
    		cout << "c1,c2相等" << endl;
    	else
    		cout << "c1,c2不相等" << endl;
    
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

**练习案例2：点和圆的关系**

设计一个圆形类（Circle），和一个点类（Point），计算点和圆的关系

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FpcXExMzY_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
**代码实现**

#include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    //点和圆的关系
    //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
    	//类的嵌套
    	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 << "点在圆内" << endl;
    	}
    	else
    	{ 
    		cout << "点在圆外" << 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
    	isInCircle(c, p);
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

**将类拆分为头文件和其它c++文件**  
![在这里插入图片描述][20210201121708779.png]  
**Point.h**

#pragma once//防止重复包含
    #include<iostream>
    using namespace std;
    //点类:头文件只留声明
    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;
    };

**Circle.h**

#pragma once//防止重复包含
    #include<iostream>
    #include"Point.h"
    using namespace std;
    //头文件只留声明
    
    //圆类
    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;
    };

**Point.cpp**

#include"Point.h"
    
    //只留函数实现，并在函数名前面加上作用域
    	//设置x
    	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.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;
    	}

**test.cpp**

#include"Point.h"
    #include"Circle.h"
    
    
    
    //点和圆的关系
    //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 << "点在圆内" << endl;
    	}
    	else
    	{ 
    		cout << "点在圆外" << 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
    	isInCircle(c, p);
    
    	system("pause");
    	return 0;
    }

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FpcXExMzY_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/3a1aff22687c4757a2345b8e51de3203.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2FpcXExMzY_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221024/6eda939b9cba46f49a6b4ba00a5ca2ae.png
[20210201121708779.png]: /images/20221024/fc1239d6eb6f4908b40d1c09553054b1.png