一、 封装
作用：
封装（Encapsulation） 是面向对象编程（OOP）的核心特性之一，
把数据和操作数据的函数绑定在一起，并隐藏内部实现细节，防止外部代码直接访问对象的内部数据。
特点：
- 保护数据安全：防止外部代码直接修改数据。
- 提高代码可维护性：通过接口访问数据，修改实现时不会影响调用代码。
- 隐藏实现细节：外部代码无需关心类的内部逻辑，只需使用提供的接口。
- 增强可扩展性：可以在不修改接口的情况下改变内部实现。
二、 封装的基本实现
C++ 使用 private、protected、public 访问修饰符实现封装。
| 访问修饰符 | 作用 |
|---|---|
private（默认） | 私有成员，只能在类的内部访问 |
protected | 保护成员，可在本类和子类访问 |
public | 公有成员，可被外部访问 |
示例 ——基本的封装：
#include <iostream>
using namespace std;class Person {
private:string name; // 私有成员，不能直接访问int age;protected:string habit; // 本类和子类可以访问public:// 构造函数Person(string n, int a, string s){name = n;age = a;habit = s;}// 公有接口（getter 和 setter）void setName(string n){name = n;}string getName(){return name;}void setAge(int a){if (a >= 0) age = a;}int getAge(){return age;}void setHabit(string s){habit = s;}string getHabit(){return habit;}void display(){cout << "姓名: " << name << ", 年龄: " << age << ", 爱好: " << habit << endl;}
};int main() {Person p("Alice", 25, "唱歌");// p.name = "Bob"; // 错误：name 是 private，不能直接访问// p.habit = "跳舞"; // 错误：name 是 protected，不能直接访问p.setName("Bob"); // 正确 通过公有接口修改 namep.setAge(30); // 正确 通过公有接口修改 agep.setHabit("跳舞"); // 正确 通过公有接口修改 habitcout << "姓名: " << p.getName() << endl;p.display();system("pause");return 0;
}
注意：
name和age设为private，habit设为protected，外部无法直接访问。- 数据成员一般设为
private，使用公有接口 来间接访问和修改数据。 protected主要用于继承，防止外部访问，但允许子类使用。
三、 getter 和 setter 方法
getter（访问器）：获取私有成员的值。setter（修改器）：设置私有成员的值，同时可以进行数据验证。
示例 ——使用 getter 和 setter：
#include <iostream>
using namespace std;class Car {
private:int speed;public:// 构造函数Car() { speed = 0; }// getter 方法int getSpeed() { return speed; }// setter 方法（增加数据验证）void setSpeed(int s) {if (s >= 0) speed = s;else cout << "速度不能为负数！" << endl;}
};int main() {Car car;car.setSpeed(100);cout << "当前速度: " << car.getSpeed() << " km/h" << endl;car.setSpeed(-50); // 错误 触发数据验证system("pause");return 0;
}
使用 getter 和 setter的作用：
- 防止直接修改数据，确保数据安全性。
- 提供数据验证机制，避免非法数据输入。
四、 特殊用法
（1）友元函数（Friend Function）
作用：
友元函数（friend） 允许某些函数访问类的 private 成员，但该函数不属于该类的成员。
示例 ——友元函数访问私有数据：
#include <iostream>
using namespace std;class Box {// 友元函数声明friend void printWidth(Box b);private:double width;public:Box(double w) { width = w; }
};// 友元函数定义
void printWidth(Box b)
{cout << "Box 宽度: " << b.width << endl; // 访问 private 成员
}int main() {Box box(10.5);printWidth(box); // 友元函数可以访问 private 数据system("pause");return 0;
}
友元函数的作用：
- 允许外部函数访问私有数据，但仍然保持封装。
- 不属于类的成员，不能用
this访问对象。
（2）结构体 struct 的封装
在 C++ 中，struct 默认是 public，但也可以使用 private 进行封装。
示例——使用 struct 进行封装：
struct Student {
private:string name;public:void setName(string n) { name = n; }string getName() { return name; }
};
注意：
- 简单的数据结构使用
struct（如Point）。 - 需要封装和继承时，使用
class。
