C++ 学习笔记（3） 封装

C++ 学习笔记（3） 封装

封装是C++面向对象三大特性之一

1. 封装的意义与权限

封装的意义(1)：

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

封装的意义(2)：

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。 在c++中，共有三种权限： 公共权限 public : 类内可以访问 类外可以访问 保护权限 protected: 类内可以访问 类外不可以访问 私有权限 private: 类内可以访问 类外不可以访问

2.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

3.构造函数和析构函数

对象的初始化和清理是两个非常重要的安全问题。一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知。同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题

c++利用了构造函数和析构函数解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。

对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果我们不提供构造和析构，编译器会提供

编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。

构造函数：主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。析构函数：主要作用在于对象销毁前系统自动调用，执行一些清理工作。

构造函数语法：类名(){}

构造函数，没有返回值也不写void函数名称与类名相同构造函数可以有参数，因此可以发生重载程序在调用对象时候会自动调用构造，无须手动调用,而且只会调用一次

析构函数语法： ~类名(){}

析构函数，没有返回值也不写void函数名称与类名相同,在名称前加上符号 ~析构函数不可以有参数，因此不可以发生重载程序在对象销毁前会自动调用析构，无须手动调用,而且只会调用一次

3.1 构造函数的分类及调用

两种分类方式：

​ 按参数分为： 有参构造和无参构造

​ 按类型分为： 普通构造和拷贝构造

三种调用方式：

​ 括号法

​ 显示法

​ 隐式转换法

利用有参构造函数，括号法初始化对象属性：

#include<iostream> #include<string> using namespace std; class student { public: student() { cout << "无参即默认构造函数" << endl; } student(int Age) { age = Age; cout << "有参构造函数" << endl; } student(const student & tmp) { age = tmp.age; cout << "自己建立的拷贝函数,即深拷贝" << endl; } ~student() { cout << "默认析构函数" << endl; } public: int age; }; void test1() { student laowang(20); cout << "利用有参构造函数，括号法初始化对象属性: " << laowang.age<<endl; } int main() { test1(); }

利用有参构造函数，显示法初始化对象属性：

#include<iostream> #include<string> using namespace std; class student { public: student() { cout << "无参即默认构造函数" << endl; } student(int Age) { age = Age; cout << "有参构造函数" << endl; } student(const student & tmp) { age = tmp.age; cout << "自己建立的拷贝函数,即深拷贝" << endl; } ~student() { cout << "默认析构函数" << endl; } public: int age; }; void test1() { student laowang=student(30); cout << "利用有参构造函数，显示法初始化对象属性: " << laowang.age<<endl; } int main() { test1(); }

利用有参构造函数，隐式转换法初始化对象属性：

#include<iostream> #include<string> using namespace std; class student { public: student() { cout << "无参即默认构造函数" << endl; } student(int Age) { age = Age; cout << "有参构造函数" << endl; } student(const student & tmp) { age = tmp.age; cout << "自己建立的拷贝函数,即深拷贝" << endl; } ~student() { cout << "默认析构函数" << endl; } public: int age; }; void test1() { student laowang=30; cout << "利用有参构造函数，隐式转换法初始化对象属性: " << laowang.age<<endl; } int main() { test1(); }

利用拷贝构造函数，显示法初始化对象属性：

#include<iostream> #include<string> using namespace std; class student { public: student() { cout << "无参即默认构造函数" << endl; } student(int Age) { age = Age; cout << "有参构造函数" << endl; } student(const student & tmp) { age = tmp.age; cout << "自己建立的拷贝函数,即深拷贝" << endl; } ~student() { cout << "默认析构函数" << endl; } public: int age; }; void test1() { student xiaowang(10); student laowang(xiaowang); cout << "利用拷贝构造函数，显示法初始化对象属性: " << laowang.age<<endl; } int main() { test1(); }

显示结果为： 其中，创建了两个对象，首先调用了一次有参构造函数，进行初始化，再利用拷贝函数对laowang这个对象进行初始化。

3.2 构造函数调用规则

默认情况下，c++编译器至少给一个类添加3个函数

默认构造函数(无参，函数体为空)

默认析构函数(无参，函数体为空)

默认拷贝构造函数，对属性进行值拷贝（也叫浅拷贝）

构造函数调用规则如下：

如果用户定义有参构造函数，c++不在提供默认无参构造，但是会提供默认拷贝构造

如果用户定义拷贝构造函数，c++不会再提供其他构造函数

3.2 深拷贝与浅拷贝

浅拷贝：简单的赋值拷贝操作,包括默认拷贝构造函数。

深拷贝：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

#include<iostream> #include<string> using namespace std; class student { public: student(int Age,int Height) { age = Age; height = new int(Height); cout << "有参构造函数" << endl; } student(const student & tmp) { age = tmp.age; height = tmp.height; //height = new int(*tmp.height); cout << "自己实现拷贝构造函数，实现浅拷贝" << endl; } ~student() { if (height != NULL) { delete height; height = NULL; } cout << "析构函数释放堆中的指针数据" << endl; } //student() public: int age; int* height; }; int main() { student a(18,180); student b(a); cout << "b.age" << b.age << endl; } }

上述代码没有语法错误，但是在执行时会出现异常错误。这是因为由于浅拷贝在设计指针时产生了堆区内存重复释放的问题，如下图所示：

解决办法：利用深拷贝，在堆中利用new再开辟一个内存区域，如下图： 代码如下：

#include<iostream> #include<string> using namespace std; class student { public: student(int Age,int Height) { age = Age; height = new int(Height); cout << "有参构造函数" << endl; } student(const student & tmp) { age = tmp.age; //height = tmp.height; height = new int(*tmp.height); cout << "自己实现拷贝构造函数，实现深拷贝" << endl; } ~student() { if (height != NULL) { delete height; height = NULL; } cout << "析构函数释放堆中的指针数据" << endl; } //student() public: int age; int* height; }; int main() { student a(18,180); student b(a); cout << "b.age:" << b.age << endl; }