C++类封装-公用接口与私有实现的分离

Posted 2021-06-26 LC编程开发者

5 类的封装性和信息隐蔽

5.1 公用接口与私有实现的分离

       通过前面的学习，我们知道C++通过类来实现封装性，把数据和与这些数据有关的操作封装在一个类中。在面向对象编程中，在声明类时，一般都是把所有的数据指定为私有的，使它们与外界隔离。把需要让外界调用的成员函数指定为公用的，外界通过公用的函数来实现对数据的操作。外界与对象唯一的联系渠道就是调用公用的成员函数。这样就使类与外界的联系减少到最低限度。如下是一个测试例子：

       程序运行结果如下：

       可以看到，test类定义了一个成员变量name，然后，提供set_name()、get_name()接口函数来对成员变量name进行操作。

       那么，用户不需要直接操作成员变量name，可以通过set_name()、get_name()接口函数

来操作。但是，成员变量name是public类型，那么，可以在类外直接访问，例如：

cout << "name = " << t.name<< endl;

       此时，用户不会被强制通过set_name()、get_name()接口函数来访问成员变量name。那么，有什么方式，可以禁止用户在类外直接访问成员变量name，必须通过接口函数来访问吗？答案是：有，就是我们下面要介绍的知识点“类的封装”特性。

       在声明了一个类以后，用户主要是通过调用公用的成员函数来实现类提供的功能，例如对成员变量赋值，显示成员变量的值，对数据进行加工等等。因此，公用成员函数是用户使用类的公用接口（public interface），或者说是类的对外接口。

       所以，定义一个类，提供公用接口函数。用户可以通过类的公用接口函数，访问和设置类对象的成员变量。同时，把类的成员变量设置为“私有”类型，那么，用户就无法在类外直接访问类的成员变量，只能够通过类提供的公用接口函数来访问。从而保护好类的成员变量，不能够被访问和修改。

       信息隐蔽是软件工程中一个非常重要的概念，它的好处在于：如果想修改或扩充类的功能，只需要修改本类中有关的成员变量和与它有关的成员函数，程序中类外的部分可以不必修改。例如，原本有如下的类定义：

class student

{

public:

    char name[32];

    char addr[32];

    long long number;

public:

    void print()

    {

        cout << "name = " << name << endl;

        cout << "addr = " << addr << endl;

        cout << "number = " << number << endl;

    }

};

       想在student类中增加一项成员变量“年龄”，只需这样改：

#include <string.h>

#include <iostream>

using namespace std;

class student

{

public:

    char name[32];

    char addr[32];

    long long number;

    int age; //新增加属性

public:

    void print()

    {

        cout << "name = " << name << endl;

        cout << "addr = " << addr << endl;

        cout << "number = " << number << endl;

        cout << "age = " << age << endl;

    }

};

       注意：虽然类中的成员变量改变了，成员函数print的定义改变了，但是，类的对外接口函数print()没有改变，外界仍然通过公用的print()函数访问类中的数据。程序中其他任何部分均无需修改。当然，类的功能改变了，在调用stud对象的print()时，输出该学生的学号、姓名、年龄和性别的值。

       可以看出：当接口与实现（对数据的操作）分离时，只要类的接口没有改变，对该类的使用方式没有任何改变。那么，类的定义改变了，但是，对类的使用者来说，类提供的使用接口函数没有改变，那么，对使用者来说就没有太大的影响。提高了代码的移植性能。

韦凯峰 Linux C/C++ 程序设计教程，Linux 系统编程，Openwrt 系统开发，微信:13926572996,QQ:1523520001,博客:www.mylinux.vip