什么是封装，C++类的封装特性（新手必看）

类作为 C++ 与面向对象程序设计相结合的产物，是面向对象程序设计在 C++ 中的具体体现。类的设计从成员构成到类之间的继承关系，再到虚函数，都体现了面向对象程序设计的封装、继承和多态这三大特征。

那么，封装的具体含义到底是什么呢？

用类机制实现封装

考虑这样一个现实问题：学校有多位老师，每位老师的名字、年龄等属性各不相同，但这些老师都具有备课和上课等相同的行为。在程序中，我们如何描述这些老师呢？

虽然老师的具体个体各异，但他们都属于同一类对象—老师。在 C++ 中，我们用类的概念来描述同一类对象，而抽象正是这一过程的第一步。

抽象一般包括属性抽象和行为抽象：

属性抽象关注的是一类对象的共有属性，例如老师都有年龄、姓名等描述其状态的数据。在程序中，我们可以用变量表达这些属性，例如用 m_nAge 变量表示年龄，用 m_strName 变量表示姓名；
行为抽象则关注的是一类对象的共有行为，例如老师会备课和上课等。我们可以用函数来表达这些行为，例如用 PrepareLesson() 函数表达老师的备课行为，用 GiveLesson() 函数表达老师的上课行为。

从这个角度看，抽象过程是从具体（各位老师）到一般（变量和函数）的过程。

如果抽象是提取同类对象的共有属性和行为，并用变量和函数来表达，那么封装机制则是将变量和函数捆绑在一起，形成一个完整的类。

在C++中，我们可以使用类（class）来封装分析得到的变量和函数，使其成为类的成员，从而完整地表现这类对象的属性和行为。

例如，我们可以将老师这类对象封装为一个类：

// 用 Teacher 类封装老师的属性和行为
class Teacher
{
    // 构造函数
public:
    // 根据名字构造老师对象
    Teacher(string strName)
    {
        m_strName = strName;
    }
    // 用成员函数描述老师的行为
public:
    void PrepareLesson();    // 备课
    void GiveLesson();       // 上课
    void ReviewHomework();   // 批改作业

    // 其他成员函数
    // 用成员变量描述老师的属性
protected:
    string m_strName;        // 姓名
    int m_nAge;              // 年龄
    bool m_bMale;            // 性别
    int m_nDuty;             // 职务
private:
};

通过封装，可以将老师这类对象的共有属性和行为紧密结合在 Teacher 类中，从而形成一个可重用的类。从现实中的老师到 Teacher 类，是一个从具体到抽象的过程。

现在有了抽象的 Teacher 类，就可以用它来定义某个对象，进而用这个对象来描述某位具体的老师，这又是一个从抽象到具体的过程。例如：

// 创建 Teacher 类的对象来描述学校中的某位陈老师
Teacher MrChen("Chen");
// 创建 Teacher 类的对象来描述学校中的某位王老师
Teacher MrWang("Wang");

虽然 MrChen 和 MrWang 这两个对象都是 Teacher 类的实例，但由于它们的属性不同，因此可以描述现实世界中两位不同的老师。

通过类的封装，我们还可以有效地隐藏对对象的属性和行为。因为访问控制的限制，外界无法直接访问类的隐藏信息。对于类中的一些敏感数据，我们可以将其设置为受保护或私有的成员，就可以防止这些敏感数据被意外修改。

同时，封装好的类通过特定的外部接口（公有的成员函数）向外提供服务。在这个过程中，外界只能看到服务接口的名称和所需的参数，并不知道（也不需要知道）类的内部具体实现的细节。通过这种方式，类实现了对属性内容和行为实现的隐藏，如下图所示。

图 1 抽象与封装

抽象与封装用于将现实世界的对象转变为 C++ 世界中的各个类，即用程序设计语言来描述现实世界。

面向过程程序设计也有抽象这个过程，但它的抽象仅针对现实世界中的过程，而面向对象程序设计的抽象不仅包括对象的属性值（即数据），还包括对象的行为。此外，面向对象程序设计还通过封装将数据和行为有机地结合在一起，形成类，从而更真实地反映现实世界。

抽象与封装完成了从现实世界中的具体对象到C++世界中类的转换，是将现实世界程序化的第一步，也是最重要的一步。

什么是封装，C++类的封装特性（新手必看）

用类机制实现封装

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