C++深入讲解类与对象之OOP面向对象编程与封装

C++深入讲解类与对象之OOP面向对象编程与封装攻略

什么是OOP面向对象编程？

OOP，全名是Object-Oriented Programming，中文翻译是面向对象编程，它是一种编程方法论和编程思想，其核心思想是将一组数据结构和处理它们的方法组成对象，以及描述对象间的相互关系，实现数据封装，代码重用和灵活性等特性。

OOP面向对象编程实现了三个基本特性：封装、继承和多态。通过这些特性，OOP提供了一种更加清晰、灵活和易于维护的编程方式。

在C++中，我们可以使用类和对象实现面向对象编程。

什么是类与对象？

在C++中，类被用来描述相似的对象，而对象表示类的实例。类可以被看作是一种模板，用于创建对象。从一个类可以创建一个或多个对象。

类由以下部分组成：

• 成员变量：用于表示对象的各种属性。
• 成员函数：用于完成对对象的各种操作。

对象是类的一个实例。当定义一个类时，只是定义了一个模板，而对象是根据这个模板创建的，包含实际的数据。

封装

封装是OOP的一个重要特性，它将数据和行为组合在一起，形成一个有机的整体。封装隐藏了对象内部的复杂性，使得在外部只能访问对象的公共成员函数，而不能访问其私有成员变量和函数。

在C++中，我们使用关键字private和public来封装类的成员变量和成员函数。其中private表示私有成员，只能在类内访问，而public表示公共成员，可以在类内和类外访问。

下面是一个封装示例：

#include <iostream>

using namespace std;

class Students {
private:
    string name;
    int age;

public:
    void setName(string s) {
        name = s;
    }

    void setAge(int a) {
        age = a;
    }

    string getName() {
        return name;
    }

    int getAge() {
        return age;
    }
};

int main() {

    Students john;
    john.setName("John");
    john.setAge(20);

    cout << "Name: " << john.getName() << endl;
    cout << "Age: " << john.getAge() << endl;

    return 0;
}

在上面的示例中，我们定义了一个Students类，并将其成员变量name和age标记为私有变量，这样外部无法直接访问这两个变量。然后，我们定义了四个成员函数setName、setAge、getName和getAge，分别用来设置和获取name和age的值，并将其标记为公共成员，这样外部可以通过这四个函数访问类的私有成员变量。最后，在main函数中，我们实例化了一个对象john，并使用setName和setAge函数分别设置其名字和年龄，并使用getName和getAge函数来获取其名字和年龄并输出。

继承

继承是OOP的另一个重要特性，它允许我们在一个已存在的类的基础上构建一个新的类。新的类被称为派生类，已存在的类被称为基类。派生类继承了基类的所有成员，包括成员变量和成员函数，并可以添加新的成员。

在C++中，我们使用关键字class和:来定义派生类，:后面的公共、保护和私有用来指定成员的访问级别，公共成员在派生类和外部都可以访问，保护成员在派生类中可以访问，但在派生类外部无法访问，私有成员在派生类和外部都无法访问。

下面是一个继承示例：

#include <iostream>

using namespace std;

class Person {
protected:
    string name;
    int age;

public:
    void setName(string s) {
        name = s;
    }

    void setAge(int a) {
        age = a;
    }

    string getName() {
        return name;
    }

    int getAge() {
        return age;
    }
};

class Student : public Person {
private:
    int score;

public:
    void setScore(int s) {
        score = s;
    }

    int getScore() {
        return score;
    }
};

int main() {

    Student john;
    john.setName("John");
    john.setAge(20);
    john.setScore(90);

    cout << "Name: " << john.getName() << endl;
    cout << "Age: " << john.getAge() << endl;
    cout << "Score: " << john.getScore() << endl;

    return 0;
}

在上面的示例中，我们定义了一个基类Person，派生类Student继承了基类Person的所有成员，包括成员变量name和age以及成员函数setName、setAge、getName和getAge，并添加了一个成员变量score以及成员函数setScore和getScore。在main函数中，我们实例化了一个对象john，并使用setName、setAge和setScore函数分别设置其名字、年龄和分数，并使用getName、getAge和getScore函数来获取其名字、年龄和分数并输出。

总结

本文介绍了C++中面向对象编程的基本概念，包括类、对象、封装和继承。通过示例代码，演示了如何使用C++实现面向对象编程中的封装和继承，希望读者能够了解并掌握面向对象编程的基本思想和C++中的面向对象编程的基本语法。

示例1：https://github.com/Sherlen/weblearn/tree/main/Cplusplus/oop_encapsulation

示例2：https://github.com/Sherlen/weblearn/tree/main/Cplusplus/oop_inheritance