C++ 數據封裝

所有的 C++ 程序都有以下兩個基本要素：

• 程序語句（代碼）：這是程序中執行動作的部分，它們被稱為函數。
• 程序數據：數據是程序的信息，會受到程序函數的影響。

封裝是面向對象編程中的把數據和操作數據的函數綁定在一起的一個概念，這樣能避免受到外界的干擾和誤用，從而確保了安全。數據封裝引申出了另一個重要的 OOP 概念，即數據隱藏。

數據封裝是一種把數據和操作數據的函數捆綁在一起的機制，數據抽象是一種僅向用戶暴露接口而把具體的實現細節隱藏起來的機制。

C++ 通過創建類來支持封裝和數據因此。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。默認情況下，在類中定義的所有項目都是私有的。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
};

變量 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，而不能被程序中其他部分訪問。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，程序中的其他部分也能訪問），必須在這些成員前使用 public 關鍵字進行聲明。所有定義在 public 標識符后邊的變量或函數可以被程序中所有其他的函數訪問。

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。理想的做法是盡可能地對外隱藏每個類的實現細節。

數據封裝的實例

C++ 程序中，任何帶有公有和私有成員的類都可以作為數據封裝和數據抽象的實例。請看下面的實例：

#include <iostream>
using namespace std;

class Adder{
   public:
      // 構造函數
      Adder(int i = 0)
      {
        total = i;
      }
      // 對外的接口
      void addNum(int number)
      {
          total += number;
      }
      // 對外的接口
      int getTotal()
      {
          return total;
      };
   private:
      // 對外隱藏的數據
      int total;
};
int main( )
{
   Adder a;
   
   a.addNum(10);
   a.addNum(20);
   a.addNum(30);

   cout << "Total " << a.getTotal() <<endl;
   return 0;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Total 60

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

設計策略

通常情況下，我們都會設置類成員狀態為私有（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。

這通常應用于數據成員，但它同樣適用于所有成員，包括虛函數。