类与封装的概念（十二）

        上节我们讲了类，我们知道类有继承和组合的关系。那么电脑一般而言是由 CPU、内存、主板键盘和硬盘等部件组合而成。那么我们想下，学习电脑组装是否需要学习显示器、键盘、鼠标、内存等部件的设计与制造呢？肯定是不需要了，那么我们的类也是一样。它分为两个部分：a> 类的实现细节；b> 类的使用方式。对于前面的问题来说，我们只需要知道电脑的使用方式即可，并不需要了解它内部的实现细节。

        当使用类时，不需要关心其实现细节；当创建类时，才需要考虑其内部实现细节。我们举个例子：当普通用户使用手机时，他只需要学习如何发短信、打电话等等；而手机开发工程师呢？他需要考虑的是手机内部的实现细节。那么这时就会用到封装了，根据经验，并不是类的每个属性都是对外公开的。如：女孩子不希望外人知道自己的体重和年龄；男孩子不希望外人知道自己的身高和收入。而一些类的属性是对外公开的，如：人的姓名、学历以及国籍等。必须在类的表示法中定义属性和行为的公开级别，类似于文件系统中文件的权限。

        C++ 中类的封装有两个：成员变量和成员函数。成员变量是 C++ 中用于表示类属性的变量，成员函数是 C++ 中用于表示类行为的函数；在 C++ 中可以给成员变量和成员函数定义访问级别，分为 public 和 private。public 表示的是成员变量和成员函数可以在类的内部和外界访问和调用，而 private 则表示成员变量和成员函数只能在类的内部被访问和调用。

        下来我们以代码为例进行说明

#include <stdio.h>

struct Biology {
    bool living;
};

struct Animal:Biology {
    bool movable;
    void findFood() {}
};

struct Plant:Biology {
    bool lgrowable;
};

struct Beast:Animal {
    void sleep() {}
};

struct Humann:Animal {
    void sleep() {}
    void work() {}
};

struct Gril : Humann
{
private:
    int age;
    int weight;
public:
    void print()
    {
        age = 22;
        weight = 48;
        
        printf("I'm a gril, I'm %d years old.\n", age);
        printf("My weight is %d kg.\n", weight);
    }
};

struct Boy : Humann
{
private:
    int height;
    int salary;
public:
    int age;
    int weight;
    
    void print()
    {
        height = 175;
        salary = 9000;
        
        printf("I'm a boy, my height is %d cm.\n", height);
        printf("My salary is %d RMB.\n", salary);
    }
};

int main()
{
    Gril g;
    Boy b;
    
    g.age = 23;
    g.print();
    
    b.age = 24;
    b.weight = 120;
    b.print();
    
    return 0;
}

        我们先来分析下这个程序，这份程序是以我们上节的程序为基础进行编写的。定义了 Gril 和 Boy，他们都继承于 Human 类。第 62、63 行定义了他们的对象，第 65 行它给女孩的 age 进行赋值，因为女孩的 age 是私有属性，所以会报错。但是在类中定义的 print 函数中的给私有成员变量进行赋值是允许的。第 68 行给男孩的 age 和 weight 进行赋值是可以的，因为它们是公有成员。我们来看看编译结果

        我们看到 65 行报错了，它说 g.age 是私有属性，不能直接进行赋值，我们注释掉第 65 行，再来编译下

        我们看到程序编译通过了，并且也打印出了相关信息。

        下来我们讲个类成员的作用域，就是我们之前的 print 函数为啥能直接对他的私有成员进行赋值操作，原因就是类成员的作用域只在类的内部，外部无法直接访问。成员函数可以直接访问成员变量和调用成员函数；类的外部可以通过类变量访问 public 成员，类成员的作用域与访问级别没有关系。在 C++ 中用 struct 定义的类中所有成员默认为 public。

        下来我们以示例代码为例进行说明

#include <stdio.h>

int i = 1;

struct Test
{
private:
    int i;
public:
    int j;
    
    int getI()
    {
        i = 3;
        
        return i;
    }
};

int main()
{
    int i = 2;
    
    Test test;
    
    test.j = 4;
    
    printf("i = %d\n", i);                // i = 2;
    printf("::i = %d\n", ::i);            // ::i = 1;
    printf("test.i = %d\n", test.i);    // Error
    printf("test.j = %d\n", test.j);    // test.j = 4
    printf("test.getI() = %d\n", test.getI());    // test.getI() = 3
    
    return 0;
}

        我们定义了一个 Test 类，在第 28 行打印的是 main 函数作用域的 i，所以打印的应该为 2,。在第 29 行加上 :: ，表示的是默认空间，打印的便是全局变量 i 了，为 1。第 30 行直接打印 test.i，因为 i 在 test 类中为私有成员，所以这行会报错。第 31 打印的便是 4，第 32 打印的便是 3 了。我们来看看编译结果

        我们看到第 30 行报错了，我们注释掉这行再来编译

        我们看到编译的结果和我们所分析的是一致的。通过对类的封装的学习，总结如下：1、类通常可以分为使用方式和内部细节两部分，类的封装机制使得使用方式和内部细节相分离；2、C++ 中通过定义类成员的访问级别实现封装机制；3、public 成员可以在类的内部和外界访问和调用，private 成员只能在类的内部被访问和使用。

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