C++ 三大特性之封装

男娘i 2022-05-23 04:10 217阅读 0赞

原文地址：  
[http://huqunxing.site/2016/09/12/C++%20%E4%B8%89%E5%A4%A7%E7%89%B9%E6%80%A7%E4%B9%8B%E5%B0%81%E8%A3%85/][http_huqunxing.site_2016_09_12_C_20_E4_B8_89_E5_A4_A7_E7_89_B9_E6_80_A7_E4_B9_8B_E5_B0_81_E8_A3_85]

本篇博客主要介绍C++ 的封装机制。在本篇博客中，简单介绍了封装的相关概念以及在C++ 中实现封装的基本手段。

## 什么是封装？ ##

封装  
: 封装可以隐藏实现细节，使得代码模块化  
封装是把过程和数据包围起来，对数据的访问只能通过已定义的界面。  
在面向对象编程上可理解为：把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。

## 数据抽象 ##

数据抽象是指，只向外界提供关键信息，并隐藏其后台的实现细节，即只表现必要的信息而不呈现细节。  
数据抽象是一种依赖于接口和实现分离的编程（设计）技术。

### 数据抽象的好处 ###

数据抽象有两个重要的优势：

*  类的内部受到保护，不会因无意的用户级错误导致对象状态受损。
 *  类实现可能随着时间的推移而发生变化，以便应对不断变化的需求，或者应对那些要求不改变用户级代码的错误报告。

如果只在类的私有部分定义数据成员，编写该类的作者就可以随意更改数据。如果实现发生改变，则只需要检查类的代码，看看这个改变会导致哪些影响。如果数据是公有的，则任何直接访问旧表示形式的数据成员的函数都可能受到影响。

## 数据封装 ##

所有的 C++ 程序都有以下两个基本要素：

*  程序语句（代码）：这是程序中执行动作的部分，它们被称为函数。
 *  程序数据：数据是程序的信息，会受到程序函数的影响。

封装是面向对象编程中的把数据和操作数据的函数绑定在一起的一个概念，这样能避免受到外界的干扰和误用，从而确保了安全。

**数据封装**是一种把数据和操作数据的函数捆绑在一起的机制，**数据抽象**是一种仅向用户暴露接口而把具体的实现细节隐藏起来的机制。

C++ 通过创建类来支持封装和数据隐藏（public、protected、private）。我们已经知道，类包含私有成员（private）、保护成员（protected）和公有成员（public）成员。**默认情况下，在类中定义的所有项目都是私有的。**

## C++ 接口（抽象类） ##

接口  
: 接口描述了类的行为和功能，而不需要完成类的特定实现。  
C++ 接口是使用抽象类来实现的，抽象类与数据抽象互不混淆，数据抽象是一个把实现细节与相关的数据分离开的概念。

如果类中至少有一个函数被声明为**纯虚函数**，则这个类就是**抽象类**。纯虚函数是通过在声明中使用 “= 0” 来指定的，如下所示：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><pre>       
        
     <div>
      
         
        1
       
        
     </div>
       
        
     <div>
      
         
        2
       
        
     </div>
       
        
     <div>
      
         
        3
       
        
     </div>
       
        
     <div>
      
         
        4
       
        
     </div>
       
        
     <div>
      
         
        5
       
        
     </div>
       
        
     <div>
      
         
        6
       
        
     </div>
       
        
     <div>
      
         
        7
       
        
     </div>
       
        
     <div>
      
         
        8
       
        
     </div>
       
        
     <div>
      
         
        9
       
        
     </div>
       
        
     <div>
      
         
        10
       
        
     </div></pre></td> 
   <td><pre>       
        
     <div>
        
         
      <span>class</span> Box
       
        
     </div>
       
        
     <div>
      
         
        {
       
        
     </div>
       
        
     <div>   
        
         
      <span>public</span>:
       
        
     </div>
       
        
     <div>      
        
         
      <span>// 纯虚函数</span>
       
        
     </div>
       
        
     <div>      
        
         
      <span><span>virtual</span> <span>double</span> <span>getVolume</span><span>()</span> </span>= 
        
         
      <span>0</span>;
       
        
     </div>
       
        
     <div>   
        
         
      <span>private</span>:
       
        
     </div>
       
        
     <div>      
        
         
      <span>double</span> length;      
        
         
      <span>// 长度</span>
       
        
     </div>
       
        
     <div>      
        
         
      <span>double</span> breadth;     
        
         
      <span>// 宽度</span>
       
        
     </div>
       
        
     <div>      
        
         
      <span>double</span> height;      
        
         
      <span>// 高度</span>
       
        
     </div>
       
        
     <div>
      
         
        };
       
        
     </div></pre></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

设计抽象类（通常称为 ABC）的目的，是为了给其他类提供一个可以继承的适当的基类。抽象类不能被用于实例化对象，它只能作为接口使用。如果试图实例化一个抽象类的对象，会导致编译错误。因此，如果一个 ABC 的子类需要被实例化，则必须实现每个虚函数，这也意味着 C++ 支持使用 ABC 声明接口。如果没有在派生类中重载纯虚函数，就尝试实例化该类的对象，会导致编译错误。

[http_huqunxing.site_2016_09_12_C_20_E4_B8_89_E5_A4_A7_E7_89_B9_E6_80_A7_E4_B9_8B_E5_B0_81_E8_A3_85]: http://huqunxing.site/2016/09/12/C++%20%E4%B8%89%E5%A4%A7%E7%89%B9%E6%80%A7%E4%B9%8B%E5%B0%81%E8%A3%85/