C++ 类和对象--封装
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：
#include <iostream>
using namespace std;
const double PI = 3.1415926;
// 设计一个求圆类，求圆的周长
// 圆求周长的公式：2 * PI * 半径
// class 代表要设计一个类，类后面紧跟着的就是类名称
class Circle
{
// 访问权限
// 公共权限
public:
// 属性
int m_r;
// 行为
// 获取圆的周长
double calculteZC()
{
return 2 * PI * m_r;
}
};
int main()
{
// 通过圆类 创建具体的圆（对象）
// 实例化 （通过一个类 创建一个对象的过程）
Circle c1;
// 给圆对象的属性进行赋值
c1.m_r = 10;
// 2 * PI * 10 = 62.8
cout << "圆的周长为：" << c1.calculteZC() << 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：
#include <iostream>
using namespace std;
// 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
// 设置学生类
class Student
{
// 类中的属性和行为，我们统一称为【成员】
// 属性 成员属性 成员变量
// 行为 成员方法 成员函数
public: // 公共权限
// 属性
string Name; // 姓名
string m_ID; // 学号
// 行为
// 显示姓名和学生
void showStudent()
{
cout << "姓名：" << Name << " 学号：" << m_ID << endl;
}
// 给姓名赋值
void setName(string name)
{
Name = name;
}
// 给学号赋值
void setID(string id)
{
m_ID = id;
}
};
int main()
{
// 创建一个具体学生 实例化对象
Student s1;
// 给 s1 对象进行属性赋值操作
// s1.Name = "张三";
s1.setName("张三");
//s1.m_ID = "20190306843";
s1.setID("20190306843");
// 显示学生信息
s1.showStudent();
Student s2;
s2.Name = "李四";
s2.m_ID = "20160306842";
s2.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：
- public 公共权限
- protected 保护权限
- private 私有权限
示例：
#include <iostream>
using namespace std;
// 访问权限
// 三种
// 公共权限 public 成员 类内可以访问，类外也可以访问
// 保护权限 protected 成员 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 成员 类内可以访问，类外不可以访问 儿子不可以访问父亲的私有内容
class Person
{
public:
// 公共权限
string m_Name; // 姓名
protected:
// 保护权限
string m_Car; // 汽车
private:
// 私有权限
int m_Password; // 银行卡密码
public:
void func()
{
m_Name = "张三";
m_Car = "拖拉机";
m_Password = 123456;
}
};
int main()
{
// 实例化具体对象
Person p1;
p1.m_Name = "李四";
// p1.m_Car = "奔驰"; // 保护权限内容，在类外访问不到
// p1.m_Password = 123; // 私有权限内容，类外访问不到
p1.func();
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
#include <iostream>
using namespace std;
class C1
{
int m_A; // 默认权限 是 私有
};
struct C2
{
int m_A; // 默认权限 是 公共
};
int main()
{
// struct 和 class 区别
// struct 默认权限是 公共 public
// class 默认权限是 私有 private
C1 c1;
// c1.m_A = 100; // 在 class 里默认权限 私有，因此类外不可以访问
C2 c2;
c2.m_A = 100; // 在 struct 默认的权限为公共，因此可以访问
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
优点2：对于写权限，我们可以检测数据的有效性
示例：
#include <iostream>
using namespace std;
// 成员属性设置为私有
// 1、可以自己控制读写权限
// 2、对于写可以检测数据的有效性
// 设计人类
class Person
{
public:
// 设置姓名
void setName(string name)
{
m_Name = name;
}
// 获取姓名
string getName()
{
return m_Name;
}
// 获取年龄 可读可写 如果想修改（年龄的范围必须是 0 ~ 150 之间）
int getAge()
{
// m_Age = 0; // 初始化为 0 岁
return m_Age;
}
// 设置年龄
void setAge(int age)
{
if (age < 0 || age > 150)
{
m_Age = 0;
cout << "你这个老妖精！" << endl;
return;
}
m_Age = age;
}
// 设置情人 只写
void setLove(string name)
{
m_Love = name;
}
private:
// 姓名 可读可写
string m_Name;
// 年龄 可读可写
int m_Age;
// 情人 只写
string m_Love;
};
int main()
{
Person p;
p.setName("张三");
cout << "姓名为：" << p.getName() << endl;
p.setAge(18);
cout << "年龄为：" << p.getAge() << endl;
// 设置情人为场景女士
p.setLove("场景");
// cout << "情人为：" << p.m_Love << endl; // 是不可以访问的
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。
#include <iostream>
using namespace std;
// 立方体类设计
// 1、创建立方体类
// 2、设计属性和行为
// 3、设计行为 获取立方体面积和体积
// 4、分别利用全局函数和成员函数 判断两个立方体是否相等
class Cube
{
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 w)
{
m_W = w;
}
// 获取宽
int getW()
{
return m_W;
}
// 设置高
void setH(int h)
{
m_H = h;
}
// 获取高
int getH()
{
return m_H;
}
// 获取立方体面积
int calculateS()
{
return 2 * m_L * m_W + 2 * m_W * m_H + 2 * m_L * m_H;
}
// 获取立方体体积
int calculateV()
{
return m_L * m_W * m_H;
}
// 利用成员函数判断两个立方体是否相等
bool isSameByClass(Cube &c)
{
if (m_L == c.getL() && m_W == c.getW() && m_H == c.getH())
{
return true;
}
return false;
}
private:
int m_L; // 长
int m_W; // 宽
int m_H; // 高
};
// 利用全局函数判断 两个立方体是否相等
bool isSame(Cube& c1, Cube& c2)
{
if (c1.getL() == c2.getL() && c1.getW() == c2.getW() && c1.getH() == c2.getH())
{
return true;
}
return false;
}
int main()
{
// 创建立方体对象
Cube c1;
c1.setH(10);
c1.setL(10);
c1.setW(10);
// 2 * 10 * 10 + 2 * 10 * 10 + 2 * 10 * 10 = 600
cout << "c1 对面积为：" << c1.calculateS() << endl;
// 10 * 10 * 10 = 1000
cout << "c1 的体积为：" << c1.calculateV() << endl;
// 创建第二个立方体
Cube c2;
c2.setH(10);
c2.setL(10);
c2.setW(10);
// 利用全局函数判断
bool ret = isSame(c1, c2);
if (ret)
{
cout << "c1 和 c2 是相等的" << endl;
}
else
{
cout << "c1 和 c2 是不相等的" << endl;
}
// 利用成员函数判断
ret = c1.isSameByClass(c2);
if (ret)
{
cout << "成员函数判断的结果：c1 和 c2 是相等的" << endl;
}
else
{
cout << "成员函数判断的结果：c1 和 c2 是不相等的" << 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。
#include <iostream>
using namespace std;
#include "circle.h"
#include "point.h"
// 点和圆关系案例
//// 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(double r)
// {
// m_R = r;
// }
// // 获取半径
// double 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:
//
// double m_R; // 半径
//
// // 在类中可以让另一个类 作为本类中的成员
// Point m_Center; // 圆心
//};
// 判断 点 和 圆关系
void isInCircle(Circle& c, Point& p)
{
// 计算两点之间距离 平方
int distance = pow((c.getCenter().getX() - p.getX()), 2) + pow((c.getCenter().getY() - p.getY()), 2);
// 计算半径的平方
int rDistance = pow(c.getR(), 2);
// 判断关系
if (distance == rDistance)
{
cout << "点在圆上" << endl;
}
else if (distance > rDistance)
{
cout << "点在圆外" << endl;
}
else
{
cout << "点在圆内" << 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);
// 判断关系
isInCircle(c, p);
system("pause");
return 0;
}
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