【C++】C++數據抽象、封裝、接口的理解

參考鏈接:
1、https://www.w3cschool.cn/cpp/cpp-data-abstraction.html
2、https://www.w3cschool.cn/cpp/cpp-data-abstraction.html
3、https://www.w3cschool.cn/cpp/cpp-interfaces.html

C++ 數據抽象

數據抽象是指,只向外界提供關鍵信息,並隱藏其後臺的實現細節,即只表現必要的信息而不呈現細節。

數據抽象的好處

  • 數據抽象有兩個重要的優勢:
    類的內部受到保護,不會因無意的用戶級錯誤導致對象狀態受損。
    類實現可能隨着時間的推移而發生變化,以便應對不斷變化的需求,或者應對那些要求不改變用戶級代碼的錯誤報告。

編寫類時候要把對外提供的接口設計好,後期不能再更改。

  • 設計策略
    抽象把代碼分離爲接口和實現。所以在設計組件時,必須保持接口獨立於實現,這樣,如果改變底層實現,接口也將保持不變。

在這種情況下,不管任何程序使用接口,接口都不會受到影響,只需要將最新的實現重新編譯即可。

C++ 數據封裝

所有的 C++ 程序都有以下兩個基本要素:

程序語句(代碼):這是程序中執行動作的部分,它們被稱爲函數。
程序數據:數據是程序的信息,會受到程序函數的影響。

封裝是面向對象編程中的把數據和操作數據的函數綁定在一起的一個概念,這樣能避免受到外界的干擾和誤用,從而確保了安全。數據封裝引申出了另一個重要的 OOP 概念,即數據隱藏。

數據封裝是一種把數據和操作數據的函數捆綁在一起的機制,數據抽象是一種僅向用戶暴露接口而把具體的實現細節隱藏起來的機制。

C++ 通過創建類來支持封裝和數據因此。我們已經知道,類包含私有成員(private)、保護成員(protected)和公有成員(public)成員。默認情況下,在類中定義的所有項目都是私有的。

設計策略

通常情況下,我們都會設置類成員狀態爲私有(private),除非我們真的需要將其暴露,這樣才能保證良好的封裝性。

C++ 接口(抽象類)

接口描述了類的行爲和功能,而不需要完成類的特定實現。

C++ 接口是使用抽象類來實現的,抽象類與數據抽象互不混淆,數據抽象是一個把實現細節與相關的數據分離開的概念。

如果類中至少有一個函數被聲明爲純虛函數,則這個類就是抽象類。純虛函數是通過在聲明中使用 “= 0” 來指定的。

class Box
{
   public:
      // 純虛函數
      virtual double getVolume() = 0;
   private:
      double length;      // 長度
      double breadth;     // 寬度
      double height;      // 高度
};

設計抽象類(通常稱爲 ABC)的目的,是爲了給其他類提供一個可以繼承的適當的基類。抽象類不能被用於實例化對象,它只能作爲接口使用。

設計策略

面向對象的系統可能會使用一個抽象基類爲所有的外部應用程序提供一個適當的、通用的、標準化的接口。然後,派生類通過繼承抽象基類,就把所有類似的操作都繼承下來。

外部應用程序提供的功能(即公有函數)在抽象基類中是以純虛函數的形式存在的。這些純虛函數在相應的派生類中被實現。

這個架構也使得新的應用程序可以很容易地被添加到系統中,即使是在系統被定義之後依然可以如此。

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