C++ 数据封装
所有的 C++ 程序都有以下两个基本要素:
程序语句(代码):这是程序中执行动作的部分,它们被称为函数。
程序数据:数据是程序的信息,会受到程序函数的影响。
封装是面向对象编程中的把数据和操作数据的函数绑定在一起的一个概念,这样能避免受到外界的干扰和误用,从而确保了安全。数据封装引申出了另一个重要的 OOP 概念,即数据隐藏。
数据封装是一种把数据和操作数据的函数捆绑在一起的机制,数据抽象是一种仅向用户暴露接口而把具体的实现细节隐藏起来的机制。
C++ 通过创建类来支持封装和数据隐藏(public、protected、private)。我们已经知道,类包含私有成员(private)、保护成员(protected)和公有成员(public)成员。默认情况下,在类中定义的所有项目都是私有的。
数据封装的实例
C++ 程序中,任何带有公有和私有成员的类都可以作为数据封装和数据抽象的实例。
设计策略
通常情况下,我们都会设置类成员状态为私有(private),除非我们真的需要将其暴露,这样才能保证良好的封装性。
这通常应用于数据成员,但它同样适用于所有成员,包括虚函数。
C++ 接口(抽象类)
接口描述了类的行为和功能,而不需要完成类的特定实现。
C++ 接口是使用抽象类来实现的,抽象类与数据抽象互不混淆,数据抽象是一个把实现细节与相关的数据分离开的概念。
如果类中至少有一个函数被声明为纯虚函数,则这个类就是抽象类。纯虚函数是通过在声明中使用 "= 0" 来指定的
// 纯虚函数
virtual double getVolume() = 0;
设计抽象类(通常称为 ABC)的目的,是为了给其他类提供一个可以继承的适当的基类。抽象类不能被用于实例化对象,它只能作为接口使用。如果试图实例化一个抽象类的对象,会导致编译错误。
因此,如果一个 ABC 的子类需要被实例化,则必须实现每个虚函数,这也意味着 C++ 支持使用 ABC 声明接口。如果没有在派生类中重载纯虚函数,就尝试实例化该类的对象,会导致编译错误。
可用于实例化对象的类被称为具体类。
设计策略
面向对象的系统可能会使用一个抽象基类为所有的外部应用程序提供一个适当的、通用的、标准化的接口。然后,派生类通过继承抽象基类,就把所有类似的操作都继承下来。
外部应用程序提供的功能(即公有函数)在抽象基类中是以纯虚函数的形式存在的。这些纯虚函数在相应的派生类中被实现。
这个架构也使得新的应用程序可以很容易地被添加到系统中,即使是在系统被定义之后依然可以如此。