C++ 資料封裝

C++ 資料封裝

所有的 C++ 程式都有以下兩個基本要素：

  • 程式語句（程式碼）：這是程式中執行動作的部分，它們被稱為函式。
  • 程式資料：資料是程式的資訊，會受到程式函式的影響。

封裝是面向物件程式設計中的把資料和操作資料的函式繫結在一起的一個概念，這樣能避免受到外界的干擾和誤用，從而確保了安全。資料封裝引申出了另一個重要的 OOP 概念，即資料隱藏。

資料封裝是一種把資料和操作資料的函式捆綁在一起的機制，資料抽象是一種僅向用戶暴露介面而把具體的實現細節隱藏起來的機制。

C++ 通過建立類來支援封裝和資料隱藏（public、protected、private）。我們已經知道，類包含私有成員（private）、保護成員（protected）和公有成員（public）成員。預設情況下，在類中定義的所有專案都是私有的。例如：

class Box { public: double getVolume(void) { return length * breadth * height; } private: double length; // 長度 double breadth; // 寬度 double height; // 高度 };

變數 length、breadth 和 height 都是私有的（private）。這意味著它們只能被 Box 類中的其他成員訪問，而不能被程式中其他部分訪問。這是實現封裝的一種方式。

為了使類中的成員變成公有的（即，程式中的其他部分也能訪問），必須在這些成員前使用 public 關鍵字進行宣告。所有定義在 public 識別符號後邊的變數或函式可以被程式中所有其他的函式訪問。

把一個類定義為另一個類的友元類，會暴露實現細節，從而降低了封裝性。理想的做法是儘可能地對外隱藏每個類的實現細節。

資料封裝的例項

C++ 程式中，任何帶有公有和私有成員的類都可以作為資料封裝和資料抽象的例項。請看下面的例項：

例項

#include <iostream> using namespace std; class Adder{ public: // 建構函式 Adder(int i = 0) { total = i; } // 對外的介面 void addNum(int number) { total += number; } // 對外的介面 int getTotal() { return total; }; private: // 對外隱藏的資料 int total; }; int main( ) { Adder a; a.addNum(10); a.addNum(20); a.addNum(30); cout << "Total " << a.getTotal() <<endl; return 0; }

當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Total 60

上面的類把數字相加，並返回總和。公有成員 addNum 和 getTotal 是對外的介面，使用者需要知道它們以便使用類。私有成員 total 是對外隱藏的，使用者不需要了解它，但它又是類能正常工作所必需的。

設計策略

通常情況下，我們都會設定類成員狀態為私有（private），除非我們真的需要將其暴露，這樣才能保證良好的封裝性。

這通常應用於資料成員，但它同樣適用於所有成員，包括虛擬函式。