C++ 數(shù)據(jù)封裝

C++ 數(shù)據(jù)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(zhí)行動作的部分，它們被稱為函數(shù)。
• 程序數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是程序的信息，會受到程序函數(shù)的影響。

封裝是面向?qū)ο缶幊讨械陌褦?shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的函數(shù)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(shù)據(jù)封裝引申出了另一個重要的 OOP 概念，即數(shù)據(jù)隱藏。

數(shù)據(jù)封裝是一種把數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)的函數(shù)捆綁在一起的機制，數(shù)據(jù)抽象是一種僅向用戶暴露接口而把具體的實現(xiàn)細節(jié)隱藏起來的機制。

C++ 通過創(chuàng)建類來支持封裝和數(shù)據(jù)隱藏（public、protected、private）。我們已經(jīng)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。例如：

class Box
{
   public:
      double getVolume(void)
      {
         return length * breadth * height;
      }
   private:
      double length;      // 長度
      double breadth;     // 寬度
      double height;      // 高度
};

變量 length、breadth 和 height 都是私有的（private）。這意味著它們只能被 Box 類中的其他成員訪問，而不能被程序中其他部分訪問。這是實現(xiàn)封裝的一種方式。

為了使類中的成員變成公有的（即，程序中的其他部分也能訪問），必須在這些成員前使用 public 關(guān)鍵字進行聲明。所有定義在 public 標識符后邊的變量或函數(shù)可以被程序中所有其他的函數(shù)訪問。

把一個類定義為另一個類的友元類，會暴露實現(xiàn)細節(jié)，從而降低了封裝性。理想的做法是盡可能地對外隱藏每個類的實現(xiàn)細節(jié)。

數(shù)據(jù)封裝的實例

C++ 程序中，任何帶有公有和私有成員的類都可以作為數(shù)據(jù)封裝和數(shù)據(jù)抽象的實例。請看下面的實例：

#include <iostream>
using namespace std;

class Adder{
   public:
      // 構(gòu)造函數(shù)
      Adder(int i = 0)
      {
        total = i;
      }
      // 對外的接口
      void addNum(int number)
      {
          total += number;
      }
      // 對外的接口
      int getTotal()
      {
          return total;
      };
   private:
      // 對外隱藏的數(shù)據(jù)
      int total;
};
int main( )
{
   Adder a;
   
   a.addNum(10);
   a.addNum(20);
   a.addNum(30);

   cout << "Total " << a.getTotal() <<endl;
   return 0;
}

當上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Total 60

上面的類把數(shù)字相加，并返回總和。公有成員 addNum 和 getTotal 是對外的接口，用戶需要知道它們以便使用類。私有成員 total 是對外隱藏的，用戶不需要了解它，但它又是類能正常工作所必需的。

設(shè)計策略

通常情況下，我們都會設(shè)置類成員狀態(tài)為私有（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。

這通常應(yīng)用于數(shù)據(jù)成員，但它同樣適用于所有成員，包括虛函數(shù)。