第二十三章? 类／class （一） 封装 　 23.1 从“我吃饭”开始 23.2 从“结构”到“类” 23.3 类的成员数据与成员函数 ? 23.3.1 成员数据初始化的疑问 ? 23.3.2 成员函数的实现 23.4 封装 ? 23.4.1 私有成员/private member ? 23.4.2 保护成员/protected member ? 23.4.3 公有成员/public member ? 23.4.4 “封装”的作用 23.5 作业 　 23.1 从“我吃饭”开始 　 我吃饭…… 其中，“我”是一个变量，“我”的类型是“人类”； “吃”是一个函数。 “饭”也是一个变量，它的类型是“食物”。这里用于做函数“吃”的参数。 　 “我吃饭”！这是一种面向对象的思想的表达。其中的对象是“我”。以我为中心。我因为是人类，所以具备“吃”这种能力。如果说“桌子吃饭”，那么编译器会报错，因为桌子属于家具类，而家具不提供“吃”的函数。 C++是一种具备面向对象能力的编程语言，所以，用C++来表达“我吃饭”这样一件事时，它的代码风格贴近这种人类的自然语言，即：我.吃（饭）；“我”是一个对象，“吃”是“我”所属对象（人类）的一个函数，而“饭”是函数参数。 换成C语言，因为它不具备面向对象的设计思想，所以，它只能说成：“吃（我，饭）”。“吃”是函数，“我”和“饭”是两个参数。没有人规则一定要把“我”作为第一个参数，你尽可写成“吃（饭，我）”。二者比较，面向对象的最基本的好处或许您已经有所体会：自然，从而不容易出错。 　 23.2 从“结构”到“类” 　 上一章我们学习了结构（struct）。（强烈建议你暂时放下新课程，重温一下struct)。 结构让我们具备了把多种相同或不同的类型，组成一种新类型的能力。 比如上一章讲的“宝宝／BaoBao”这一结构，它的组合为： 　 struct BaoBao { ??? char xingMing[11]; //用字符数组，来存储姓名 ??? int shenGao; //身高，整型 ??? float tiZhong; //体重，实型 }; 　 通过struct，我们通过将简单数据类型（int,float,bool……）或简单数据类型的数组、指针，组合成一个新的数据类型。由此，我们在用程序表达复杂的现实世界时，更接近了一步。但是别忘了，我们说过世界是由“数据”和“动作”组成的。光能定义出各种数据类型，还只是编程世界的一半。你可能会说，我们有函数啊，函数不是可以表达“动作”？ 没错，比如说，宝宝肯定有“吃”的动作，所以我来声明一个“吃”的函数。为了直观，我们的函数命名为“Chi”。并且我们假充有一种数据类型叫“饭”，同样用拼音Fan表示，首字母大写，而小写的fan用来做形参。 　 void Chi(Fan fan）; 　 乍一看，感觉这个函数这样声明也就对了。“吃饭”函数嘛，有“吃”又有“饭”……可仔细一想，谁吃饭啊？这个光有吃的动作和吃的东西，和我们前面的“宝宝”数据类型有何关系？所以，显然不够，需要再加一个参数，用于传一个“要吃饭”的宝宝进去。因此函数变成： 　 void Chi(BaoBao bb, Fan fan); 　 得，“吃我饭”的表达出来了。过程化的编程，其设计重在关心“过程”，比如：“如何吃”，但这个世界要求我们完整地关心“谁？如何吃？吃什么？”。事实上，同一样一个“吃”，宝宝吃的动作，和一个大男人吃的动作；或者，吃饭还是吃奶的动作？怕是完全不一样。如果真写，就不得不写很多版本的“吃”这一函数： 假设用DNR表大男人(晕，好像大女人也可以？)： void DNRChi(DNR dnr, PingGuo pg); //吃函数版本一：大男人吃苹果 void DNRChi(DNR dnr，Fan fan); //吃函数版本二：大男人吃饭 void BaoBaoChi(BaoBao bb, Nai nai); //吃函数版本三：宝宝吃奶 void BaoBaoChi(BaoBao bb, Fan fan); //吃函数版本四：宝宝吃饭 ...... 　 这样的函数还可以有很多。函数多或许并没有错，必竟所要表达事物本来就复杂。然而问题是我们如何去理解，区分，记忆这些函数呢？仅靠函数名和函数参数的不同吗？在超市付款时，看过收款员拉开过放钱的小抽屉吗？拉开一看，都是钱，但10元的5元，100元的及硬币分门别类地放好……聪明的你一定会提出：如果能把函数也归类就好了……这就有了“类”，英文称为：class。 　 请仔细看，下面示例的class定义里，加入了一个函数： 　 class BaoBao { ??? char xingMing[11]; //用字符数组，来存储姓名 ??? int shenGao; //身高，整型 ??? float tiZhong; //体重，实型 　 ??? void Chi(Fan fan); //加入“吃”的函数。?? }; 　 这算是一个“突变”——我们一直说着的“动作”与“数据”从这里开始合二为一，表面看来或许不过如此：无非是在类的定义里，同时可以包括数据及函数。然而却由此开启了“面向对象”世界之门。如果你喜欢武侠，那你可以把它看成一门语言打通了任督二脉…… 　 类的数据定义里，出现函数，那么，这个函数的声明它占用类的大小吗？ 　 来看两个数据定义，前者是struct，后者是class。前者没有包括函数，后者包括一个函数。其余的数据定义完全一样。 　 struct SBaoBao { ?? char xingMing[11]; ?? int shenGao; ?? float tiZhou; }; class CBaoBao { ?? char xingMing[11]; ?? int shenGao; ?? float tiZhou; 　 ?? void Chi(int a); //参数可不能用Fan了 };   ?? 然后，我们来做个比较： 　 ［略］ 　 23.3 类的成员数据与成员函数 　 成员？长这么大，肯定填写过什么“家庭成员”的样的表格。我们进行的数据定义或函数定义，它们之所以前面有没加个“成员”的修饰，是因为它们都没有一个家，哎，谁不想有个家呢？在C#和Java里，所有数据及函数都必须有个家才可以存在，而在C++里，允许数据或函数可以没有家（不属于某个类）；也可以允许有个家（属于某个类）。 　 class CBaoBao {? ?? //下面就是CBaoCBao类的成员数据： ?? char xingMing[11]; ?? int shenGao; ?? float tiZhou; 　 ?? //而这个是CBaoBao类的成员函数： ?? void Chi(int a); }; 　 类的成员数据和成员函数，都称为类的成员（像是一句废话？）。 　 23.3.1 成员数据初始化的疑问 我们以前常有这样的代码： 　 int a = 100; //定义一个变量，同时给它赋值为100. 　 可是，你一定一定要明白了，当我们在定义一个类或一个结构时，我们只是在“组装”一个新的数据类型。而并没有实际定义一个变量，所以C＋＋不允许在定义一个类的内部，对它的成员数据赋值。下面的代码是错误的： 　 //在定义一个类时，试图初始化它的成员数据！不行！ class CBaoBao { ??? int shenGao = 70; //不行！ ??? ... }; 那么，当我们定义某一个类的具体变量时，这个变量里的成员数据初始值是多少？理论上，它们将是随机的值，也就是不能预定的值。 　 ...? CBaoCBao baobao1; ... 　 定义完baobao1之后，bao1bao1里的shenGao是多少？不知道！ 那么，如何给某个类变量的成员数据一个初始的值（即默认的值）？下章我们会讲到。 　 23.3.2 成员函数的实现 我们可以在类里头加了函数（声明了类的成员函数），比如在前面的BaoBao类加了函数：Chi(...)；可是我们还没有实现这个函数呢。 　 一个类的成员函数一般在类的外部定义，但要注意它和普通函数定义时的区别。 　 //定义，或称为实现CBaoBao的成员函数：Chi: void CBaoBao::Chi(int a) //和普通函数区别：类的成员函数定义时，必须加上类名和:: { ?? //...和普通函数一样，这里是函数体 }//和普通函数一样，这里没有分号 　 类成员函数也可以直接在类的体内定义，但此时就不必写类名加::了。 　 class CBaoBao {? ?? //下面就是CBaoCBao类的成员数据： ?? char xingMing[11]; ?? int shenGao; ?? float tiZhou; 　 ?? //而这个是CBaoBao类的成员函数： ?? //并且直接定义： ?? void Chi(int a) //没有分号 ?? { ????? //函数体... ?? } //没有分号了 }; 　 不过，直接在类体内的定义的成员函数，将被默认当作inline(内联）函数。关于内联函数，大家可以找一找前面函数章节。 23.4 封装 从有了“类”开始，C++的世界越来越有趣了。前面说类就像一个家，家里有成员（数据或函数），现在，我们还要讲“访问”类的成员……想像有个类叫“美女”。 　 class MeiNu //美女类！ { ?? int XW;? //胸围 ?? int YW;? //我就不说了噢 :) ?? int TW;? //我还是不说了噢 :)) }; 　 我看到部分学员在想入非非了，这可不行。请打开CB，新建一个“控制台/Console”工程。然后把上面新建工程后默认出现的Unit1.cpp中的main()函数之上。（偷偷说一声，后面的章节里，我们学习C++的也可开始慢慢有在Windows下的工程了！因为我们学习类了嘛，任督二脉都打通了，当然得来点更有意思的……） 　  （在Unit1.cpp里加入MeiNu类） 　 然后……当然是定义一个美女了！我们就在main函数里定义了，我不贴图了，你们对着课程，自己往CB里添代码。 　 int main(int argc, char* argv[]) { ?? ?MeiNu zhaoWei; //美女赵? ?????? ??? return 0; }  　 现在开始有些为难了，赵薇的三围是多少？甭说她了，一般地说，通常美女的三围是多少啊？上网查一下吧…… 哈哈，终于找到了，不过是三版女朗乔丹的。郁闷中……88了赵薇。现在代码为： ... MeiNu jordan; //now is 乔丹! 　 jordan.XW = 34; jordan.YW = 24; jordan.TW = 34; ...  　 按Ctrl+Shift+S，保存Unit1.cpp和工程，工程我就命令为MeiNuPrj.bpr了。 　 然后按Ctrl + F9.试图编译一下！可是，可是，编译好像说：对不起，乔丹的胸围无法访问……（如图）  （not accessible 就是 “无法接触到”，或“无法访问” ） 　 我们想给乔丹设置一下三围，可是C++编译器竟义正辞严地拒绝了！这是怎么回事？ 因为，类/class对它的成员（数据或函数），有“保护”机制。不允许“外人”随便访问到它的成员。这也就是传说中“面向对象”的三大基石之一“封装性”。 　 ［略］ 23.4.1 私有成员/private member ［略］ 　 从private:开始，后面本类的成员数据或函数，都将是私有的，除非我们又加了一个新的访问等级限制关键字。 23.4.2 保护成员/protected member 保护成员也不能在类的外部直接访问，但可以在该类的子类（或称为派生类）中访问。所谓子类或派生类，我们后面的章节才会讲到。大致的意思，先不妨认为是，你们家的东西，外人不能用，但你儿子或儿媳（他有自己的家）可以用……这是不合适的比喻。只是为了感性理解一下私有和保护的一种区别。 23.4.3 公有成员/public member ［略］ 23.4.4 “封装”的作用 　 说着说着，这问题就来了。为什么要用private或protected来保护类的成员啊？大家都是公有的，都可以直接访问，多方便啊？这问题如果反过来问，就是面向对象三大基石之一“封装”有什么好处？ 封装的好处，两点，并且两点相辅相成。 　 ［略］ 　 23.5 作业 ［略］