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4 类和对象
C++面向对象的三大特性为：封装、继承、多态
C++认为万事万物都皆为对象，对象上有其属性和行为
例如：
人可以作为对象，属性有姓名、年龄、身高、体重…行为有走、跑、跳、吃饭、唱歌…
车也可以作为对象，属性有轮胎、方向盘、车灯…行为有载人、放音乐、开空调…
具有相同性质的对象，我们可以抽象称为类，人属于人类，车属于车类
4.1 封装
4.1.1 封装的意义
封装是C++面向对象三大特性之一。
封装的意义：
- 将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物。
- 将属性和行为加以权限控制。
封装意义一：
在设计类的时候，属性和行为写在一起，表现事物。
语法：class 类名{ 访问权限： 属性/行为}
示例1：设计一个圆类，求圆的周长
const double PI = 3.14;
//设计一个圆类，求圆类的周长
//圆求周长的公式：2*PI*半径
//class代表设计一个类，类后面紧跟着的就是类名称
class Circle
{
//访问权限
//公共权限
public:
//属性
//半径
int m_r;
//行为
//获取圆的周长
double carculateZC()
{
return 2 * PI*m_r;
}
};
int main()
{
//通过圆类 创建具体的圆（对象）
//实例化 （通过一个类 创建一个对象的过程 ）
Circle c1;
//给圆对象 的属性进行赋值
c1.m_r = 10;
cout << "圆的周长为 " << c1.carculateZC ()<< endl;
system("pause");
return 0;
}
示例2：设计一个学生类，属性有姓名和学号，可以给姓名和学号赋值，可以显示学生的姓名和学号
#include< iostream>
using namespace std;
#include< string>
//设计学生类
class Student
{
//类中的属性和行为 我们统一称为 成员
//属性 又称为成员属性 成员变量
//行为 又称为成员函数 成员方法
public:
string m_Name;//姓名
int m_Id;//学号
//显示姓名和学号
void showStudent()
{
cout << "姓名： " << m_Name << " 学号： " << m_Id << endl;
}
//给姓名赋值 行为可以给属性赋值
void setName(string name)
{
m_Name = name;
}
//给学号赋值
void setId(int id)
{
m_Id = id;
}
};
int main()
{
//创建一个具体的学生 实例化对象
Student s1;
//s1.m_Name = "张三";
s1.setName("张三");
//s1.m_Id = 1;
s1.setId(1);
s1.showStudent();
Student s2;
s2.m_Name = "李四";
s2.m_Id = 2;
s2.showStudent();
system("pause");
return 0;
}
行为可以给属性赋值
类中的属性和行为 我们统一称为 成员
属性 又称为成员属性 成员变量
行为 又称为成员函数 成员方法
封装意义二：
类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下，加以控制。
访问权限有三种：
- public 公共权限
- protected 保护权限
- private 私有权限
//访问权限
//三种
//公共权限 public 成员 类内可以访问 类外也可以访问
//保护权限 protected 成员 类内可以访问 类外不可以访问 儿子可以访问父亲中的保护内容
//私有权限 private 成员 类内可以访问 类外不可以访问 儿子不可以访问父亲的私有内容
class Person
{
public:
//公共权限
string m_Name;//姓名
protected:
//保护权限
string m_Car;//汽车
private:
//私有权限
int m_Password;//银行卡密码
private:
void func()
{
m_Name = "张三";
m_Car = "拖拉机";
m_Password = 123456;
}
};
int main()
{
//实例化具体对象
Person p1;
p1.m_Name = "李四";
p1.m_Car = "奔驰";//保护权限内容，在类外访问不到 报错
p1.m_Password = 123;//私有权限内容，类外访问不到 报错
p1.func();//同样不可以访问
system("pause");
return 0;
}
4.1.2 struct和class区别
在C++中 struct和class唯一的区别就在于默认的访问权限不同
区别：
- struct 默认权限为公共
- class 默认权限为私有
class C1
{
int m_A;//默认权限 是私有
};
struct C2
{
int m_A;//默认权限 是公共
};
int main()
{
//struct和class区别
//struct 默认权限是 公共 public
//class 默认权限是 私有 private
C1 c1;
c1.m_A = 100;//报错
C2 c2;
c2.m_A = 100;
system("pause");
return 0;
}
4.1.3 成员属性设置为私有
优点1：将所有成员属性设置为私有，可以自己控制读写权限
优点2：对于写权限，我们可以检测数据的有效性
//成员属性设置为私有
//1.可以自己控制读写权限
//2.对于写可以检测数据的有效性
//设计人类
class Person
{
public:
//设置姓名
void setName(string name)
{
m_Name = name;
}
//获取姓名
string getName()
{
return m_Name;
}
//获取年龄 可读可写 如果想修改（年龄的范围必须在0~150之间）
int getAge()
{
//m_Age = 0;//初始化为0岁
return m_Age;
}
//设置年龄
void setAge(int age)
{
if(age<0||age>150)
{
m_Age = 0;
cout<< "年龄有误" << endl;
return;
}
m_Age = age;
}
//设置情人 只写
void setLover(string lover)
{
m_Lover = lover;
}
private:
//姓名 可读可写
string m_Name;
//年龄 只读
int m_Age;
//情人 只写
string m_Lover;
};
int main()
{
Person p;
p.setName ("张三");
p.setAge(10);
cout << "姓名为： " << p.getName() << endl;
cout << "年龄为： " << p.getAge()<< endl;
//设置情人为AAA 不可以访问
p.setLover("AAA");
system("pause");
return 0;
}
练习案例1：设计立方体类
设计立方体类（Cube）
求出立方体的面积和体积
分别用全局函数和成员函数判断两个立方体是否相等。
#include< iostream>
using namespace std;
#include< string>
//立方体设计
//1.创建立方体类
//2.设计属性
//3.设计行为 获取立方体面积和体积
//4.分别利用全局函数和成员函数 判断两个立方体是否相等
class Cube
{
public:
//设置长
void setL(int l)
{
m_L = l;
}
//获取长
int getL()
{
return m_L;
}
//设置宽
void setW(int w)
{
m_W= w;
}
//获取宽
int getW()
{
return m_W;
}
//设置高
void setH(int h)
{
m_H = h;
}
//获取高
int getH()
{
return m_H;
}
//获取立方体面积
int calculateS()
{
return 2 * m_L*m_W + 2 * m_L*m_H + 2 * m_W*m_H;
}
//获取立方体体积
int calculateV()
{
return m_L * m_W*m_H;
}
//利用成员函数判断两个立方体是否相等
bool isSameByClass(Cube &c)//成员函数只需要传一个，一个已知的，传一个未知的
{
if (m_L == c.getL() && m_W == c.getW() && m_H == c.getH())
{
return true;
}
return false;
}
private:
int m_L;//长
int m_W;//宽
int m_H;//高
};
//利用全局函数判断两个立方体是否相等
bool isSame(Cube &c1, Cube &c2)
{
if (c1.getL() == c2.getL() && c1.getW() == c2.getW() && c1.getH() == c2.getH())
{
return true;
}
return false;
}
int main()
{
//创建立方体对象
Cube c1;
c1.setL(10);
c1.setW(10);
c1.setH(10);
cout << " c1的面积为： " << c1.calculateS() << endl;
cout << " c1的体积为： " << c1.calculateV() << endl;
//创建第二个立方体
Cube c2;
c2.setL(10);
c2.setW(10);
c2.setH(10);
//利用全局函数判断
bool ret=isSame(c1, c2);
if (ret)
{
cout << "全局函数判断：c1和c2是相等的" << endl;
}
else
cout << " 全局函数判断：c1和c2是不相等的" << endl;
//利用成员函数判断
ret = c1.isSameByClass(c2);
if (ret)
{
cout << "成员函数判断：c1和c2是相等的" << endl;
}
else
cout << "成员函数判断：c1和c2是不相等的" << endl;
system("pause");
return 0;
}
练习案例2：点和圆的关系
设计一个圆形类（Circle）和一个点型类（Point），计算点和圆的关系。
#include< iostream>
using namespace std;
#include< string>
//点和圆关系案例
//点类
class Point
{
public:
//设置x
void setX(int x)
{
m_X = x;
}
//获取x
int getX()
{
return m_X;
}
//设置y
void setY(int y)
{
m_Y = y;
}
//获取y
int getY()
{
return m_Y;
}
private:
int m_X;
int m_Y;
};
//圆类
class Circle
{
public:
//设置半径
void setR(int r)
{
m_R = r;
}
//获取半径
int getR()
{
return m_R;
}
//设置圆心
void setCenter(Point center)
{
m_Center = center;
}
//获取圆心
Point getCenter()
{
return m_Center;
}
private:
int m_R;//半径
//在类中可以让另一个类 作为本类中的成员
Point m_Center;//圆心
};
//判断点和圆的关系
void isInCircle(Circle &c,Point &p)
{
//计算两点之间距离的平方
int distance =
(c.getCenter().getX() - p.getX())*(c.getCenter().getX() - p.getX()) +
(c.getCenter().getY() - p.getY())*(c.getCenter().getY() - p.getY());
//计算半径的平方
int rDistance = c.getR()*c.getR();
//判断关系
if (distance == rDistance)
{
cout << "点在圆上" << endl;
}
else if (distance > rDistance)
{
cout << "点在圆外" << endl;
}
else
{
cout << " 点在圆内" << endl;
}
}
int main()
{
//创建圆
Circle c;
c.setR(10);
Point center;
center.setX(10);
center.setY(0);
c.setCenter(center);
//创建点
Point p;
p.setX(10);
p.setY(10);
//判断关系
isInCircle(c, p);
system("pause");
return 0;
}
两个类分文件编写
point.h
#pragma once //防止头文件重复包含
#include
using namespace std;
//点类
class Point
{
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();
private:
int m_X;
int m_Y;
};
point.cpp
#include"point.h"
//设置x
void Point::setX(int x)
{
m_X = x;
}
//获取x
int Point::getX()
{
return m_X;
}
//设置y
void Point::setY(int y)
{
m_Y = y;
}
//获取y
int Point::getY()
{
return m_Y;
}
Circle.h
#pragma once
#include
using namespace std;
#include"point.h"
//圆类
class Circle
{
public:
//设置半径
void setR(int r);
//获取半径
int getR();
//设置圆心
void setCenter(Point center);
//获取圆心
Point getCenter();
private:
int m_R;//半径
//在类中可以让另一个类 作为本类中的成员
Point m_Center;//圆心
};
Circle.cpp
#include"circle.h"
//设置半径
void Circle::setR(int r)
{
m_R = r;
}
//获取半径
int Circle::getR()
{
return m_R;
}
//设置圆心
void Circle::setCenter(Point center)
{
m_Center = center;
}
//获取圆心
Point Circle::getCenter()
{
return m_Center;
}
主程序
#include< iostream>
using namespace std;
#include"circle.h"
#include"point.h"
//判断点和圆的关系
void isInCircle(Circle &c,Point &p)
{
//计算两点之间距离的平方
int distance =
(c.getCenter().getX() - p.getX())*(c.getCenter().getX() - p.getX()) +
(c.getCenter().getY() - p.getY())*(c.getCenter().getY() - p.getY());
//计算半径的平方
int rDistance = c.getR()*c.getR();
//判断关系
if (distance == rDistance)
{
cout << "点在圆上" << endl;
}
else if (distance > rDistance)
{
cout << "点在圆外" << endl;
}
else
{
cout << " 点在圆内" << endl;
}
}
int main()
{
//创建圆
Circle c;
c.setR(10);
Point center;
center.setX(10);
center.setY(0);
c.setCenter(center);
//创建点
Point p;
p.setX(10);
p.setY(15);
//判断关系
isInCircle(c, p);
system("pause");
return 0;
}
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