数据封装

所有的 C++ 程序都有以下两个基本要素：

  • 程序语句（代码）：这是程序中执行动作的部分，它们被称为函数。
  • 程序数据：数据是程序的信息，会受到程序函数的影响。

数据封装（Data Encapsulation）是面向对象编程（OOP）的一个基本概念，它通过将数据和操作数据的函数封装在一个类中来实现。这种封装确保了数据的私有性和完整性，防止了外部代码对其直接访问和修改。

实例

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#include <iostream>
using namespace std;
 
class Adder{
   public:
      // 构造函数
      Adder(int i = 0)
      {
        total = i;
      }
      // 对外的接口
      void addNum(int number)
      {
          total += number;
      }
      // 对外的接口
      int getTotal()
      {
          return total;
      };
   private:
      // 对外隐藏的数据
      int total;
};
int main( )
{
   Adder a;
   
   a.addNum(10);
   a.addNum(20);
   a.addNum(30);
 
   cout << "Total " << a.getTotal() <<endl;
   return 0;
}

公有成员 addNum 和 getTotal 是对外的接口，用户需要知道它们以便使用类。私有成员 total 是对外隐藏的，用户不需要了解它，但它又是类能正常工作所必需的。数据封装通过类和访问修饰符（public, private, protected）来实现.
通常情况下，我们都会设置类成员状态为私有（private），除非我们真的需要将其暴露，这样才能保证良好的封装性。这通常应用于数据成员，但它同样适用于所有成员，包括虚函数。

数据抽象

数据抽象是指只向外界暴露对象的必要接口，隐藏其内部实现细节，强调“做什么”而非“怎么做”。抽象的目标是简化复杂系统，提供一种更高级别的理解方式。
数据抽象是一种依赖于接口和实现分离的编程（设计）技术。
关键点：

  • 关注接口而非实现：用户只需要知道如何使用对象，而不需要了解其内部运作。
  • 减少复杂性：将实现细节隐藏起来，减少用户处理信息的负担。
  • 依赖抽象层：通过定义抽象类或接口实现更灵活的代码。
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    #include <iostream>
    using namespace std;

    // 抽象类：定义一个接口
    class Shape {
    public:
        virtual void draw() const = 0; // 纯虚函数
        virtual ~Shape() {}
    };

    class Circle : public Shape {
    public:
        void draw() const override {
            cout << "Drawing a Circle" << endl;
        }
    };

    class Rectangle : public Shape {
    public:
        void draw() const override {
            cout << "Drawing a Rectangle" << endl;
        }
    };

    int main() {
        Shape* shape1 = new Circle();
        Shape* shape2 = new Rectangle();

        shape1->draw(); // 只需要调用接口，不关心内部实现
        shape2->draw();

        delete shape1;
        delete shape2;

        return 0;
    }

区别

数据封装和数据抽象概念的区别

特性 数据封装 数据抽象
核心概念 绑定数据和操作，并隐藏数据的实现细节。 仅暴露接口，隐藏实现的复杂性。
目标 保护数据，避免被外部非法访问或修改。 简化接口，强调“做什么”而非“怎么做”。
实现手段 通过访问修饰符（private, protected, public）。 通过抽象类、接口和多态。
使用范围 主要在类的成员变量和成员函数中实现。 主要在类和对象的设计层次。