C++中的封装——类class

在C语言中可以使用struct（结构体）将相应的数据封装起来，统一使用，同样地在C++中也可以使用struct将相应的属性及方法封装起来，例如下面的程序：

#include <iostream>
using namespace std;
struct S{
    int e1, e2;
};

void f(const S& s){  //以引用的方式传递地址
    cout << s.e1 << " " << s.e2 << " ";
}

int main(){
    S s = {1, 2};  //定义一个S类，并赋值
    f(s);   //通过向函数f传递s的地址，以输出s中的两个属性
    S* z = &s; //定义一个指向s的指针z
    z->e1 = 3; //通过指针间接改变s中属性e1的值，注意，针对指针必须使用“->”符号，用来调用结构体中的成员
    (*z).e2 = 4; //通过指针指向的地址直接改变s中的属性e2的值，这里则要用"."调用，因为此处是*z
    f(s);  //再次输出
}

输出结果如下：

上面的程序中main函数中的第一行，初始化（赋值）一个结构体，在C++中称之为构建对象。在上面一个程序中，已经将对象s的所有属性（e1，e2）都放在了同一结构体（S）中，这相当于将所有具有同一性质的物质合并在了一起。例如下面的程序：

#include <cmath>  //在C++中有关复数和根运算的函数都在此头文件中
#include <iostream>
#include <iomanip>  //在C++中有关小数点精确的函数都在此头文件中
using namespace std;

struct Complex{
    double re;
    double im;  //结构体的属性为实部和虚部——对象为复数
    Complex mul(const Complex& z);

    double amount(){        //该方法用于计算对象复数的模
        cout << "amount() "; //用于确认该函数确实被调用了
        return sqrt(re * re + im * im);  //计算模的方法，sqrt为求平方根
    }
};

int main(){
    Complex a = {0, 0};
    bool valueChange = true;
    for(int i = 1; i <= 8; i++){
        double amount = a.amount();  //每循环一次就计算一次模，但是这一值确实每两次才改变一次，因为后面有if控制改变的条件
        cout << "|a| = " << showpoint << setprecision(2) << amount << "  ";  //输出模
        valueChange = !valueChange;
        if(valueChange){
            a.re = i;
            a.im = -i;
            cout << endl;
        }
    }
}

输出结果：

在上面的程序中，结构体s中的属性re，im即可以在其本身的方法中被读取使用，也可以在main函数中被直接修改，这样结构体中的数据可被任何一个函数调用或者修改，因此就会造成数据泄露，为了阻止这一情况的产生，C++提供了一些关键词用来保护数据的访问权限：

private（私有）：在这一关键词之后的数据（属性或者方法）均为对象私有的，只能在结构体内部进行修改或访问，其他函数或结构体没有访问权限。
public（公共）：在这一关键词之后的数据（属性或方法）均为公共的，在结构体外的任何函数都可对其访问或修改
protected（保护）：在这一关键词之后的数据均为受保护的类型，只有在该类或由该类派生出来的类中才有访问权限。例如：

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <iomanip>
using namespace std;

struct Complex{
private:  //关键词private修饰，表示下面的re和im为结构体Complex的私有成员，只能在结构体中被访问或修改
    double re;
    double im;
public:  //关键词private修饰，表示下面的方法（value，amount，getReal，getImag）为公共成员，不仅能在能在结构体中被访问或修改，也可在main函数中被调用
    void value(double r, double i){
        re = r;
        im = i;
    }
    double amount(){
        return sqrt(re * re + im * im);
    }
    double getReal(){
        return re;
    }
    double getImag(){
        return im;
    }
};

int main(){
    Complex z;
    z.re = 3;   //产生编译错误
    z.im = 4;   //产生编译错误，此处re和im为结构体Complex的私有成员，在main函数中无访问和修改权限
    z.value(3, 4); //此处合法，方法value在结构体Complex，其拥有访问和修改im和re的权限，而value被关键词public所修饰，在main函数中可以访问或调用
    cout << z.re << " + " << z.im << "j"; //产生编译错误
    cout << z.getReal() << " + " << z.getImag() << "j";  //合法
    cout << endl;
    cout << "the amount of this complex number is: " << sqrt(z.re * z.re + z.im * z.im); //产生编译错误
    cout << "the amount of this complex number is: " << z.amount(); //合法
}

在C++中如果没有像上述程序中所示的声明，则结构体中所有的属性和方法均视为public。与此相对，C++还提供了另外一个关键词class（类），在class中，所有的属性和方法，如果没有特别声明，则均视为private。如下面程序：

struct S{
    int i;
};

class C{
    int j;
}

int main(){
    S s;
    s.i = 4;  //合法，结构体中的属性及方法默认为public
    C c;
    c.j = 4; //产生编译错误，类中的属性及方法默认为private
}

如果要将类中的属性及方法定义成public，则需要先声明。一般地，在一个类中，属性为private型，而访问，调用或修改其的方法为public类。这样在使用数据的同时也做到了对数据的保护。

如有错误，欢迎大家批评或指正！

C++中的封装——类class

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