C++面向对象-1-类和对象以及封装

古城微笑少年丶 2023-06-29 07:25 8阅读 0赞

新的公司，做之前没有做过的工作，全新的开始。由于项目是C++代码写的桌面版设计软件，所以作为测试开发，需要去做C++的白盒和SDK的API自动化测试。虽然，学习过Java这门面向对象编程语言，当前看C++的源码还是很吃力，所以打算，学习一下C++的面向对象部分。写博客，仅仅是督促我自己学习的一个方法，平时不做总结，只好通过写博客来记录学习过程，学习多了，自然就会产生总结和提炼，这需要一个过程。

开发环境+学习视频资料

操作系统：win10 + VS 2017 社区版，需要在VS上登录自己的github账号，否则30天之后，vs2017社区版本不能激活。关于学习资料，这份学习资料是传智播客的老师录制的，可以在B站，搜索 C++匠心之作找到。

面向对象的三大特性：**封装，继承，多态**

这个和Java是一样，所以面向对象编程语言都有这三大特性，如果是四大特性，就增加一个抽象。在学习封装之前，我们得先学习类。Java和C++一样，认为万物皆对象，对象具有属性和行为。

封装的意义：

1.将属性和行为作为一个整体，表现生活中事物

2.将属性和行为加以权限控制

把行为和属性封装起来成一个整体，在编程语言中，这个叫做类。下面就是封装的定义

**封装**

封装最好理解了。封装是面向对象的特征之一，是对象和类概念的主要特性。

封装，也就是把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。

定义一个圆类

封装就是从练习设计类开始，这里练习一个圆类，求出圆的周长。

在VS2017里面，新建一个空白的项目，然后在源文件下新建一个cpp文件，一开始我们的代码如下

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    
    
    int main()
    {
        //这里开始写代码
    
        system("pause");
        return 0;
    }

以后这几行代码，是我们写C++代码开始。加入system("pause")这行代码，使我们在控制台运行代码只会，停留在结果显示，cmd窗口不会自动关闭，pause是暂停的意思。也就是执行以上main函数，只要cmd窗口没有关闭，当前这个main函数就没有走到return 0这行代码，也就是当前main函数运行没有退出，还在内存中跑着程序。

**类的定义格式**

在C++中，这样去定义一个类

//定义一个类
    class 类名称
    {
    
    public:
        //属性
    
        //行为
    };

注意定义一个类需要英文的分好结尾，这个和Java是不一样的。class是关键字，表示这个是一个类，class后面跟着的是类的名称，里面public: 是权限控制。权限控制有（public, private, protected）3种，如果没有添加任何权限修饰，默认是private。属性就是一些变量的定义，行为一般就是函数或者方法，函数就是解决实际问题。

下面定义一个圆类，我们来简单点，一个圆有一个属性叫做半径R, 有一个行为，也就是方法，叫做计算周长caculateZC()

//设计圆类
    class Circle
    {
    
    public:
        //属性
        int m_R; //半径
    
        //行为
        //设置半径
        void setR(int r)
        {
    	m_R = r;
        }
    	
        //计算周长
        double caculteZC()
        {
    	return 2 * 3.14 * m_R;
        }
    };

那么如何使用这个类，下面就是介绍在main方法中初始化或者叫实例化一个类对象。

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    //设计圆类
    class Circle
    {
    
    public:
        //属性
        int m_R; //半径
    
        //行为
        //设置半径
        void setR(int r)
        {
    	m_R = r;
        }
    	
        //计算周长
        double caculteZC()
        {
    	return 2 * 3.14 * m_R;
        }
    };
    
    int main()
    {
        //实例化一个圆类对象
        Circle c;
        c.setR(10);
        cout << "圆的周长为：" << c.caculteZC() <<endl;
    
        system("pause");
        return 0;
    }

运行结果

![20200111130827350.png][]

**总结：**

在类中定义的属性，有时候我们叫成员变量 或者类变量

在类中定义的行为，有时候我们叫做成员方法或者成员函数。行为都是一些函数。

关于3种权限总结

公共权限 public       修饰成员    类内可以访问    类外可以访问  
保护权限 protected 修饰成员    类内可以访问    类外不可以访问    子类可以访问父类中保护内容      
私有权限 private     修饰成员    类内可以访问    类外不可以访问    子类不可以访问父类的私有内容

在实际的开发中，我们把成员都写成私有的，提供public的方法，例如set和get方法去设置和获取类的属性。下面来一个例子，关于圆和点的关系。（判断一个点在圆的圆内，圆上，还是圆外）

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    //定义一个点类
    class Point
    {
    
    private:
        //X坐标
        int X;
        //Y坐标
        int Y;
    
    public:
        //设置X
        void setX(int x)
        {
    	X = x;
        }
        //获取X
        int getX()
        {
    	return X;
        }
    
        //设置Y
        void setY(int y)
        {
    	Y = y;
        }
        //获取Y
        int getY()
        {
    	return Y;
        }
    };
    
    class Circle
    {
    
    private:
        //半径
        int R;
        //圆心
        Point center;
    
    public:
        //设置半径
        void setR(int r)
        {
    	R = r;
        }
    
        //获取半径
        int getR()
        {
    	return R;
        }
    
        //设置圆心
        void setCenter(Point p)
        {
    	center = p;
        }
    
        //获取圆心
        Point getCenter()
        {
            return center;
        }
    
        //判断点和圆的关系
        void getPosition(Point p)
        {
    	// 两点之间距离（这里不开根号）
    	int distance = (center.getX() - p.getX()) * (center.getX() - p.getX()) +
    	(center.getY() - p.getY()) * (center.getY() - p.getY());
    	if (distance > R*R)
    	{
    	    cout << "在圆外" << endl;
    	}
    	else if (distance < R*R)
    	{
    	    cout << "在圆内" << endl;
    	}
    	else
    	{
    	    cout << "在圆上" << endl;
    	}
        }
    
    };
    
    int main()
    {
        //实例化一个点
        Point p;
        p.setX(10);
        p.setY(10);
    
        //实例化一个圆类对象
        Circle c1;
        c1.setR(10);
        //圆心
        Point cen;
        cen.setX(10);
        cen.setY(0);
        c1.setCenter(cen);
    	
        c1.getPosition(p);
    
        system("pause");
        return 0;
    }

运行上面代码

![20200111181129931.png][]

上面这个点和圆的关系的代码例子，很好体现了封装的特性。我们在点类和圆类中，把属性都用了私有权限，这样只能类内部使用，外部是不可以直接读写类属性。所以，我们需要提供public方法，也就是以上的set和get方法来让外部设置我们属性。这就是封装的作用，只想把能暴露的提供给外界，不想暴露就内部使用私有权限控制。

以上全部代码都混合在一个源码文件中，实际的C++开发中，一个类写一个文件，而且分头文件和源文件，所以，下面我们来修改，拆分这段代码，改成实际开发的编码风格。

1.先分别创建两个类的头文件和源文件（4个空文件）

![20200111181803275.png][]

2.Point.h的内容

#pragma once
    #include<iostream>
    using namespace std;
    
    //定义一个点类
    class Point
    {
    
    private:
        //X坐标
        int X;
        //Y坐标
        int Y;
    
    public:
        //设置X
        void setX(int x);
    	
        //获取X
        int getX();
    
        //设置Y
        void setY(int y);
    	
        //获取Y
        int getY();
    
    };

在头文件中，只保留类的定义，关于具体方法的实现都删除，具体实现在对应的cpp文件代码中去实现。上面第一行代码\#pragma once 是防止头文件重复包含。

3.Point.cpp的内容

#include"Point.h"
    
    //设置X
    void Point::setX(int x)
    {
        X = x;
    }
    //获取X
    int Point::getX()
    {
        return X;
    }
    
    //设置Y
    void Point::setY(int y)
    {
        Y = y;
    }
    //获取Y
    int Point::getY()
    {
        return Y;
    }

上面代码 Point:: 这个语法的是作用范围的限定，告诉当前代码是执行什么类下的行为（方法）。

4.Circle.h内容

#pragma once
    #include<iostream>
    #include "Point.h";
    using namespace std;
    
    class Circle
    {
    
    private:
        //半径
        int R;
        //圆心
        Point center;
    
    public:
        //设置半径
        void setR(int r);
    	
        //获取半径
        int getR();
    	
        //设置圆心
        void setCenter(Point p);
    
        //获取圆心
        Point getCenter();
    
        //判断点和圆的关系
        void getPosition(Point p);
    	
    };

5.Circle.cpp内容

#include "Circle.h";
    
    
    //设置半径
    void Circle::setR(int r)
    {
        R = r;
    }
    
    //获取半径
    int Circle::getR()
    {
        return R;
    }
    
    //设置圆心
    void Circle::setCenter(Point p)
    {
        center = p;
    }
    
    //获取圆心
    Point Circle::getCenter()
    {
        return center;
    }
    
    //判断点和圆的关系
    void Circle::getPosition(Point p)
    {
        // 两点之间距离（这里不开根号）
        int distance = (center.getX() - p.getX()) * (center.getX() - p.getX()) +
    		(center.getY() - p.getY()) * (center.getY() - p.getY());
        if (distance > R*R)
        {
    	cout << "在圆外" << endl;
        }
        else if (distance < R*R)
        {
    	cout << "在圆内" << endl;
        }
        else
        {
    	cout << "在圆上" << endl;
        }
    }

6.main函数

#include "Point.h"
    #include "Circle.h"
    
    
    int main()
    {
        //实例化一个点
        Point p;
        p.setX(10);
        p.setY(10);
    
        //实例化一个圆类对象
        Circle c1;
        c1.setR(10);
        //圆心
        Point cen;
        cen.setX(10);
        cen.setY(0);
        c1.setCenter(cen);
    	
        c1.getPosition(p);
    
        system("pause");
        return 0;
    }

通过修改p这个点的X轴坐标，X=10在圆上，X=11在圆外，X=9在圆内，可以分别测试三次证明代码的是正确的。

[20200111130827350.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200111130827350.png
[20200111181129931.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200111181129931.png
[20200111181803275.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200111181803275.png