C++ 封装 & 信息隐藏

概述

封装是面向对象编程中的把数据和操作数据的函数绑定在一起的一个概念. 这样能避免受到外界干扰和误用.

数据隐藏包括数据封装和数据抽象两部分. 数据封装是一种把数据和操作数据的函数捆绑在一起的机制. 数据抽象是一种仅向用户暴露接口而把具体的实现细节隐藏起来的机制.

类的公用接口

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, 称为消息传递.

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. 在类外不能直接访问私有数据成员, 但可以通过调用公用成员函数来引用甚至修改私有数据成员.

类的私有实现

用户不必关系这些功能实现的细节, 而只需要知道调用哪个函数会得到什么结果, 实现什么功能即可. 通过成员函数对数据成员进行操作称为类的实现. 实现的细节对用户是隐蔽的. (信息隐藏)

类中被操作的数据是私有的, 实现的细节对用户是隐蔽的. 这称为私有实现. (private implementation)

类的公用接口与私有实现的分离形成了信息隐蔽. 将接口与实现分离是软件工程的一个最基本的原则.

优点:

1. 如果想扩充累的功能, 只需要修改本类中有关的数据成员和它有关的成员函数. 程序中类外的部分可以不必修改
2. 如果在编译时发现类中的数据读写有错, 不必检查整个程序. 只需检查本类中访问这些数据的少数成员函数

方法与消息

方法 (method) 指类的成员函数在面向对象程序理论中被称为方法, 是指对数据的操作. 一个 “方法” 对应一种操作. 只有被声明为公用的方法才能被外界所激活.

消息指对公用函数的调用. 外界是通过发 “消息” 来激活有关方法的. 调用对象的成员函数, 就是向对象发出的一个 “消息”. 通知它执行其中的方法.

面向对象的特点:

1. 封装性: 各个对象间相对独立
2. 抽象性: 类是对象的抽象, 对象是类的实例
3. 继承性: 解决重用问题
4. 多态性: 由继承产生的相关的不同的类. 其对象对同一消息会做出不同的响应