C++核心——類的封裝

C++核心——類的封裝

封裝是一種思想，簡單的理解，就像是一個黑盒子，內部有一堆東西，外部留了一些說明（一般稱爲接口）供使用，不必在意內部是什麼東西，只要知道是幹嘛的就好，這也符合生活的事務的規律，例如電腦，它預留出了鍵盤、屏幕等交互設備，你知道怎麼用這些東西就好，不必知道內部怎麼實現的，而且封裝的好處還有一個就是，我想讓你知道的你就能知道，我不想讓你知道的你就沒法知道，比如，當你足夠牛的時候，Linux系統是開源的，你可以通過讀源碼瞭解到內部是如何實現這些功能，二Windows是商業的，他不給你提供源碼，你就沒法知道內如何運作的。其實在學習類之前也是有封裝的，比如函數就是對語句的一種封裝，從而實現代碼的複用。說了這麼多，還是切入主體吧，在瞭解封裝之前，需要先了解類這個概念。

類和對象的概念

類是一類事物的抽象的集合，是一種抽象的概念，而對象就這個抽象概念下一個實實在在的，具體化的東西。一個簡單的例子就是人和張三，人是一個統稱，沒有具體的實實在在的東西，是一個抽象的概念，所以人是一個類，而張三在不考慮重名的前提下，他就是代表實實在在的某一個人，所以張三是一個對象，還有一個前提就是張三是人的一個對象不是別的東西的對象。還有一點需要注意的是，對象和類都是相對而言的，意思就是說對象是對類的一個具體化，只要對某一個類實現了具體化或者叫實例化，那麼它就是一個對象。比如，如果再換一個概念，我在人的基礎上再抽象處已個東西叫生物，那麼生物就是人的類，而人就是生物這一個概念的對象，但是人確實張三的抽象概念，所以人還是張三的類。

類的定義，如何實例化一個對象

先以上面的例子直接上演示代碼

class CPerson
{
	string name;
	string sex;
	int age;
};
CPerson p0;

通過關鍵字class創建一個Person類，通過類名接對象名來實例化對象。人都有姓名、性別、年齡，這些都是人的屬性。看到這裏是不是和某個東西很類似，沒錯和結構體幾乎一模一樣。

類與結構體的區別

typedef struct SPerson
{
    string name;
    string sex;
    int age;
}SPerson;
SPerson p1;

從表面看是一模一樣，就是將不同的數據類型重新組合成一種新的類型，其實這麼理解也沒有錯，類其實就是一種組合類型。既然如此，還弄這麼一個複雜的概念幹嘛呢，別急，接下來看看兩者的使用有什麼區別。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

typedef struct SPerson               # 構建一個SPerson的結構體
{
    string name;
    string sex;
    int age;
}SPerson;


class CPerson					    # 構建一個CPerson的類
{
    string name;
    string sex;
    int age;
};

int main()
{
    SPerson p0;						# 創建一個Sperson數據p0
    p0.name = "zhangsan";
    p0.sex = "boy";
    p0.age = 10;

    cout << p0.name << p0.sex << p0.age << endl;

    CPerson p1;						# 實例化Cperson的對象p1
    p1.name = "zhangsan";
    p1.sex = "boy";
    p1.age = 10;
    cout << p1.name << p1.sex << p1.age << endl;
    return 0;
}

*******************************運行結果**********************************
PS D:\study\language_C> g++ .\03_類與封裝.cpp
.\03_類與封裝.cpp: In function 'int main()':
.\03_類與封裝.cpp:15:12: error: 'std::__cxx11::string Person::name' is private
     string name;
            ^
.\03_類與封裝.cpp:23:8: error: within this context
     p1.name = "zhangsan";
        ^
.\03_類與封裝.cpp:16:12: error: 'std::__cxx11::string Person::sex' is private
     string sex;
            ^
.\03_類與封裝.cpp:24:8: error: within this context
     p1.sex = "boy";
        ^
.\03_類與封裝.cpp:17:9: error: 'int Person::age' is private
     int age;
         ^
.\03_類與封裝.cpp:25:8: error: within this context
     p1.age = 10;
        ^
PS D:\study\language_C>

整個編譯就報錯，很明顯現結構體部分是沒有問題的，那麼肯定是類出了問題，從運行結果來看就是給p1的屬性賦值出了問題，結果提示“is private”，沒錯這就是兩者的區別，類中的屬性默認是私有的，不可以直接被外面訪問，而結構體默認是公有的，可以隨便訪問和修改，這也符合現實規律，比如一個人張三，他的姓名、性別和年齡是不可能隨便給別人修改的呀。這就是結構體和類最大的區別： 默認的訪問權限不同，struct 默認權限爲公共，class 默認權限爲私有。至於什麼是權限，這個後面會繼續介紹。

現實中人出了有屬性外，還有行爲，比如說話，走路，喫飯等，所以類中還有行爲，在程序裏面用函數表示行爲，所以類中還有函數，這也是類與結構體的另外一個區別，當然結構體重也可以存放函數指針來實現這個功能，不過可能我才疏學淺，還沒這麼用過。綜合以上兩點，其實一個真正的類是包含屬性和行爲的集合，一版的形式如下：

class CPerson
{
private:
	string name;
	string sex;
	int age;
public:
	void speck()
	{
		cout << "speak" << endl;
	}
};
CPerson p0;

權限

上面提到了權限，這裏簡單做個介紹

公共權限 public 類內可以訪問 類外可以訪問 可以被繼承
保護權限 protected 類內可以訪問 類外不可以訪問 可以被繼承
私有權限 private 類內可以訪問 類外不可以訪問 不可以被繼承

上面提到的繼承，這個是另一個特性，詳情參考《C++核心——類中的權限》。

總結

從最終類的定義形式可以看出，其實類就是把屬性和行爲集合到一起從而實現封裝的概念。通過封裝還可以進一步實現權限操作，從而保證數據的安全性。簡單來說使用了類的概念就是使用了封裝的概念，類是封裝的一種實現形式。