第05讲类的封装性与信息隐藏
类的封装的理解
类的封装性的理解类作为面向对象程序设计方法的主要特征，它有异于面向过程程序设计方法。
不仅仅表现在它更接近于人类的思维，而在于它具有安全性、可重用性等特点，而类的安全性就是由类的封装性所作用的。
1.类与主函数的封装对于一个类，它有三种类型，即public、private、protected。
这三种类型共同组成一个类。
总的来说，类是一个封闭的整体，是对某一事物的共性的抽象的描述，它不能被直接运用。
也因为这个特点，类具有了安全性。
通过类的public 类型，它作为一个外部接口，无论是对于主函数中或是派生类，它将整个类与外界联系起来。
所以在主函数中要想调用类中的成员函数函数（除私有和保护）就必须要定义一个此类的对象，然后利用对象对类中的公有的函数成员或公有的数据成员进行调用。
2.类与类之间的封装和隐藏类的封装性在类的派生和继承中主要表现在它的继承方式。
即public、private、protected继承。
对于public继承，其基类除构造函数和析构函数外，其他的成员或数据函数均被继承，类型仍是原来的不变；对于private继承方式，基类无论是什么类型，在派生类中他们都变为私有；而对于protected继承，其基类的成员类型也不变。
但应注意无论是哪种继承方式，其基类中的私有变量是无法继承的。
在一般情况下，private和protected类型没有什么差别，然而在继承时，protected能将上一级为protected类型的数据成员保留下来，克服了privat 里的数据成员不能被继承的缺点。
当然，对于继承和派生，如果是对于多个派生类继承一个基类，而另一个派生类又继承上层的类（如图），则就引出了虚基类，使得从不同的路径继承过来的同名函数在内存中只有一个拷贝，解决了函数的二意性问题。
但对于函数的隐藏性（如图2），在类的概念中又引出了虚函数和纯虚函数的概念，以此来解决不同类中同名函数的的输出问题。
而虚函数和纯虚函数的区别主要是表达方式上的差异，纯虚函数是没有又函数体的，而虚函数是需要函数体的，也就因为这样，我们仅把拥有纯虚函数的类叫做抽象类，它是一类自身无法实例化，只有通过继承和派生才能实现事例化。
PSPICE第05讲
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关于AKO： A Kind Of ： 关于 AKO (A Kind Of)元器件符号是一种在某一种基 元器件符号是一种在某一种基 本元器件符号(Base Symbol)类型的基础上派生出来 本元器件符号 类型的基础上派生出来 类型的基础上派生 的元器件符号。比如bipolar .slb符号库文件中所定义 的元器件符号。比如 符号库文件中所定义 的各种双极型晶体管的器件符号都是由qnpn和qpnp 的各种双极型晶体管的器件符号都是由 和 两种基本元器件符号派生出来的AKO符号。 符号。 两种基本元器件符号派生出来的 符号
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方法一： 方法一：AKO 使用Symbol Editor程序来修改保存在符号库文 使用 程序来修改保存在符号库文 文件） 件（sib文件）中的元器件符号，修改该符号的图形 文件 中的元器件符号， 和元器件属性， 和元器件属性，并将修改后的结果保存为一个新的 元器件符号，然后在Schematics绘图编辑器中使用这 元器件符号，然后在 绘图编辑器中使用这 个自定义的元器件符号。 个自定义的元器件符号。
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12. 1. 4 从已有的符号库文件中导入一个符号 1、复制已有符号库文件中的符号图形 、 从现有的符号库文件中导入一个元器件符号， 从现有的符号库文件中导入一个元器件符号， 然后在此基础上进行符号图形的修改和参数的设置 是一种创建自定义元器件符号更方便的方法在 Symbol Editor程序的元器件菜单中选择复制元器件 程序的元器件菜单中选择复制元器件 符号命令。 符号命令。
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方法二： 方法二： 使用Symbol Editor程序的元器件符号创建向导 使用 程序的元器件符号创建向导 (Symbol Wizard)功能。用户绘制出代表元器件的图 功能。 功能 形符号，然后启动Symbol Wizard,如下图所示该功 形符号，然后启动 如下图所示该功 能能够帮助用户快速地完成元器件符号属性的设置 和封装的定义;或者自动创建用户使用 和封装的定义 或者自动创建用户使用Model Editor 或者自动创建用户使用 程序创建的自定义元器件模型以及由元器件模型库 文件(.lib文件）定义的模型的元器件符号。 文件）定义的模型的元器件符号。 文件 文件
第05讲 类的封装性和信息隐藏
面向对象方法
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小结
什么是类?什么是对象?什么是抽象?什么是类的声 什么是类?什么是对象?什么是抽象? 什么是类的定义? 明?什么是类的定义? C++中有哪些权限限定符?各起什么作用? 中有哪些权限限定符? 中有哪些权限限定符 各起什么作用? 什么是类的封装?封装的原则是什么? 什么是类的封装?封装的原则是什么? 同一各类所定义的不同对象在调用同一个成员函数时, 同一各类所定义的不同对象在调用同一个成员函数时, 调用的是同一段代码吗? 调用的是同一段代码吗? 类的成员函数和普通全局函数在形式上有什么区别?在 类的成员函数和普通全局函数在形式上有什么区别? 类的成员函数和普通全局函数在形式上有什么区别 本质上有什么区别? 本质上有什么区别?
面向对象方法
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指针this的用途 的用途 指针
在如下情况下,可以显示(explicit)的调用 在如下情况下,可以显示( 指针: )的调用this指针: 指针
bool Date::SetMonth(int month){ if(month < 0) return false; else if(month <= 12) this->month = month; else return false; return true; }
2010年6月12日星期六 年 月 日星期六
面向对象方法
12/13ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
思考题
在日期管理程序中, 类的成员函数void 在日期管理程序中,Date类的成员函数 类的成员函数 Date::Init();的作用是初始化,它是必须被调用的,有了 的作用是初始化, 必须被调用的 的作用是初始化 它是必须被调用的, 它就可以防止程序员不设置日期,而直接显示日期. 它就可以防止程序员不设置日期,而直接显示日期.然 而程序员毕竟是人,也可能疏忽,那么 而程序员毕竟是人,也可能疏忽,那么C++怎么解决这 怎么解决这 类问题呢? 类问题呢? 预习:下一章的构造函数,析构函数内容. 预习:下一章的构造函数,析构函数内容.
信息隐藏知识点整理
第一章1、信息安全主要分为两大领域：加密技术与信息隐藏技术。
（1）信息隐藏：将秘密信息秘密地隐藏于另一非机密的文件内容之中。
其形式可为任何一种数字媒体，如图像、声音、视频或一般的文档等。
其首要目标是隐藏的技术要好，也就是使加入隐藏信息后的媒体目标的降质尽可能小，使人无法看到或听到隐藏的数据，达到令人难以察觉的目的。
信息隐藏的原理：是利用载体中存在的冗余信息来隐藏秘密对象，以实现保密通信或者实现数字签名和认证。
信息隐藏与信息加密的区别：信息隐藏和信息加密不尽相同，信息加密是隐藏信息的内容，而信息隐藏是隐藏信息的存在性，信息隐藏比信息加密更为安全，因为它不易引起攻击者的注意。
信息隐藏技术的推动力有两个方面：第一方面是需要保护知识产权的用户；第二方面是对隐藏信息有兴趣的人们，希望以秘密的方式传送信息并且避免第三方接受者的察觉。
（2）加密技术：是指通过加密或者以打乱信息的方式来使信息只能到达指定接受者并解密信息。
2、信息隐藏具备的特性：（1）不可感知性：也称隐蔽性。
载入信息的伪装载体与原载体应当大体上是很接近的，从人的视觉上应该感觉不到任何变化。
（2）不可检测性：不可检测性是信息隐藏的目的。
（3）容量：容量增大，会降低不可感知性和不可检测性。
（4）鲁棒性：指嵌入水印后的数据经过经过各种处理操作和攻击操作以后，不可导致其中的水印信息丢失或被破坏的能力。
（5）安全性：指水印不易被复制、伪造、非法检测和移去，文件格式的变换不会导致水印丢失。
（6）复杂性：指水印的嵌入和提取算法复杂度低，便于推广应用。
3、目前隐写性最常见的用法：是将秘密信息隐藏到另一个载体中。
载体可以是图像、音频、视频和文本或者其他二进制数字编码。
隐写术处理的处过程：Cover medium+hidden information+stego-key=stego-medium其中掩密密钥可以用于隐藏和对信息解码。
隐写术的目标是：在传输隐藏信息时避免引起注意。
封装知识点总结
封装知识点总结一、封装的概念封装是面向对象编程中的一个重要概念，它指的是将数据和方法封装到一个抽象的数据类型中，从而隐藏数据的实现细节，只暴露必要的接口给外部使用。
通过封装，我们可以将一个复杂的系统拆分成几个相互独立的模块，提高代码的可复用性和可维护性。
在封装中，通常会使用访问修饰符来控制类的成员变量和方法的访问权限。
常见的访问修饰符包括public、private和protected，它们分别表示公有、私有和受保护的成员，用来控制外部对类的成员的访问。
二、封装的优点封装具有以下几个优点：1. 隐藏细节：通过封装，可以隐藏数据的实现细节，只暴露必要的接口给外部使用。
这样可以降低类与类之间的耦合度，提高系统的灵活性和可维护性。
2. 简化接口：封装可以将一组相关的数据和方法组织成一个抽象的数据类型，从而简化系统的接口。
这样可以降低使用者对系统的理解和使用难度，提高系统的易用性。
3. 信息隐藏：通过封装，可以控制类的成员的访问权限，只暴露必要的接口给外部使用。
这样可以保护数据的安全性，防止数据被直接访问和修改，提高系统的安全性。
4. 提高可复用性：封装可以将功能代码封装到一个模块中，从而提高代码的可复用性。
这样可以降低系统开发和维护的成本，提高系统的效率和可靠性。
5. 方便维护：封装可以将功能代码封装到一个模块中，从而提高代码的可维护性。
这样可以方便对模块进行修改和扩展，提高系统的灵活性和可维护性。
三、封装的实现方式在面向对象编程中，通常会使用类和对象来实现封装。
一个类可以包含成员变量和方法，成员变量用来存储数据，方法用来操作数据。
通过访问修饰符，可以控制成员变量和方法的访问权限，从而实现数据的封装。
在Java语言中，可以通过访问修饰符来实现封装。
常见的访问修饰符包括public、private和protected，它们分别表示公有、私有和受保护的成员。
通过这些访问修饰符，可以控制类的成员的访问权限，只暴露必要的接口给外部使用。
封装和信息隐藏在面向对象编程中的作用
封装和信息隐藏在面向对象编程中的作用面向对象编程（Object-Oriented Programming，简称OOP）是一种编程范式，它以对象为基本单位，通过封装、继承和多态等机制实现代码的组织和重用。
其中，封装和信息隐藏是OOP的两个重要概念和特性，它们在面向对象编程中起到了关键作用。
本文将探讨封装和信息隐藏在面向对象编程中的作用以及其优势。
一、封装的作用封装是指将数据和对数据的操作封装在一起，形成一个独立的单位——对象。
封装通过将类的属性和方法进行封装，来保护对象的内部实现细节和安全性。
封装的作用包括：1. 数据隐私保护：封装将类的属性隐藏，只开放有限的接口供外部访问，从而保护数据不被随意修改，增加了数据安全性。
2. 代码复用：封装将属性和方法封装在一个对象中，可以实现对象的复用。
其他程序可以通过创建该对象的实例，直接调用其方法来完成相同的操作。
3. 降低耦合性：封装将数据和操作封装在一起，对象的内部实现对外部是透明的，简化了使用该对象的程序的复杂性，降低了各个部分之间的耦合性。
封装的基本原则是信息隐藏，即将对象的实现细节和相关的数据尽可能隐藏起来。
通过对外部提供有限的接口，以保持对象的私密性，提高代码的可靠性和可读性。
二、信息隐藏的作用信息隐藏是一种编程方式，它通过限制外部访问对象的属性和方法，只开放必要的接口，从而隐藏对象的内部实现细节和机制。
信息隐藏的作用包括：1. 保护对象：信息隐藏限制了外部对对象的直接访问，使得对象的实现细节对外部是不可见的。
这样可以防止错误的修改和滥用，提高代码的安全性和稳定性。
2. 封装变化：通过隐藏对象的内部实现细节，可以使得该细节的变化对外部是透明的，只需要对外提供一致的接口。
当对象的内部实现需要改变时，只需要修改这些接口的实现，而不需要修改外部的代码。
3. 提高代码可维护性：信息隐藏可以提高代码的可维护性。
当对象的内部实现发生变化时，只需要修改封装的部分，而不会影响包含该对象的其他代码。
22.类的封装性与信息隐藏
对类成员函数的定义放在另一个.cpp文件中。
//student.h 头文件，在此进行类声明
class Student { public:
void display( ); //成员函数声明 };
//student.cpp ，在此文件中进行成员函数的定义
#include <iostream.h>
#include "student.h" //一般放在用户当前目录中
➢ 外界是通过发消息激活有关的方法,所谓消息其实就是一条命令， 由程序语句实现，例如 stud.display()是向对象stud发出一个 消息，让它执行display方法，其中： • stud是对象，display()是方法; • 语句stud.display() 是消息;
8
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4. 本讲小结
公用接口与私有实现的分离 类声明与成员函数定义的分离 面向对象中的几个名词
《面向对象程序设计》
—— 类的封装性及信息隐藏
主讲人：施培蓓
1
主要内容：
1. 公用接口与私有பைடு நூலகம்现的分离 2. 类声明与成员函数定义的分离
3. 面向对象中的几个名词 4. 本讲小结
2
2
1. 公用接口与私有实现的分离
➢ 公有成员函数是用户使用类的公用接口；类中的数据是私有的，实 现数据操作的细节对用户是隐蔽的这种实现称为私有实现。
➢ 这个程序包含了三个文件，一个是主模块main.cpp，一个是
student.cpp。在预编译时会将头文件student.h中内容取代
#include “student.h”行。
➢ C++编译系统对两个.cpp文件分别进行编译，得到两个.obj文
信息隐藏重点知识
崇德博智 扶危定倾
2.1
时空域替换技术
3.最低比特位替换的LSB方法 信息提取过程 – 判断BMP文件图像数据部分的每个字节的奇偶性，若字 节中“1”的个数为偶数，则输出“0”；若字节中“1” 的个数为奇数，则输出“1”。 – 每判断8个字节，便将输出的8位数组成一个二进制数。 – 经过上述处理，得到一系列8位二进制数，便是隐藏信 息的代码，将代码进行转换就得到隐藏的信息。
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2. 信息隐藏模型
信息隐藏技术主要由下述两部分组成 (1)信息嵌入算法，它利用密钥来实现秘密信息的隐藏。 (2)隐蔽信息检测 / 提取算法 ( 检测器 ) ，它利用密钥从隐蔽 载体中检测 /恢复出秘密信息。在密钥未知的前提下，第 三者很难从隐秘载体中得到或删除，甚至发现秘密信息。
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1.3 信息隐藏技术特点
透明性：指不因图象文件的某种改动而导致隐藏信息丢失的 能力。这里所谓“改动”包括传输过程中的信道噪音、滤 波操作、重采样、有损编码压缩、D/A或 A/D转换等。 鲁棒性：利用人类视觉系统或人类听觉系统属性，经过一系 列隐藏处理 ，使目标数据没有明显的降质现象 ，而隐藏 的数据却无法人为地看见或听见。 不可检测性: 指隐蔽载体与原始载体具有一致的特性 。如具 有一致的统计噪声分布等，以便使非法拦截者无法判断是 否有隐蔽信息 。
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2.2 变换域技术
DCT域的信息隐藏
8×8 区块
减去128
DCT 变换
量化
信息
信息
嵌入信息
提取信息
Huffman编码
Huffman解码
jpeg文件
jpeg文件
JPEG文件嵌入与取出系统流程图
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2020年5月27日星期三
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面向对象方法
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类声明和类实现的分离
• 通常情况下常常将类的声明文件放在一个头文件（.h） 中，而将类的实现文件放在另一个文件实现（.cpp）中， 这样不同的使用者在使用这个类的时候只需在自己的程 序中将类的声明文件#include进来即可（p.64，演示编写 日期管理程序）。 • 使用VC编译器中的classview查看类和fileview查看文件。 使用VC编译器的添加功能添加类和类的成员。
• 通常设置数据的接口命名为SetXXX（如：void Date::SetYear(int y)），而将得到数据的接口称为 GetXXX（如：int Date::GetYear()）。
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成员的存储方式
考虑这样两个问题： ✓ 问题1：使用Date类来定义两个对象d1和d2，那么
够正确显示；
✓ 实现Date类的声明和实现的分离。
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思考题
在日期管理程序中，Date类的成员函数void Date::Init();的作用是初始化，它是必须被调用的，有了 它就可以防止程序员不设置日期，而直接显示日期。然 而程序员毕竟是人，也可能疏忽，那么C++怎么解决这 类问题呢？ ✓ 预习：下一章的构造函数，析构函数内容。
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指针this的用途
• 在如下情况下，可以显示（explicit）的调用this指针：
bool Date::SetMonth(int month){ if(month < 0) return false; else if(month <= 12) this->month = month; else return false; return true;
d1.ShowDate(); if(d2.SetDate(1999,10,1))
d2.ShowDate();
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• 在上面的例子中，当调用成员函数时，系统会“偷偷 地”为成员函数传递一个指向当前对象的指针—this， 在这里this相当于对象自己，如下所示：
d1和d2两个对象在内存中的存储状态是否如p.52-图
2.4中所示呢？即数据成员和成员函数是否都存放在 对象中呢？ ✓ 问题2：d1和d2调用相同的成员函数，为什么显示 结果不一样？它们调用的是同一段代码吗？
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• 其实上述两个问题实际上是一个问题：对象空间中仅 存储数据成员，而类的成员函数代码不会存储在对象中。 用一个类的不同对象调用成员函数时，调用的是同一段 函数代码。 既然成员函数的代码不会存储在对象内部，那么它和 普通的函数除了形式上的区别，主要的区别是什么呢？ 既然调用的是同一段代码，为什么显示不同的结果？
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类的SetXXX和GetXXX
• 封装的一个原则是：“信息的最小化公开”，所以在 理想状态下，通常将所有的数据都声明为private（因为 随便对类的内部数据进行更改是很危险的），如果想改 变和得到某个数据的话，那么使用相应的接口进行访问
（Effective C++：条款18、条款20）。
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上机安排
• 设计并实现日期（Date）类，完成一个日期管理系统，
要求：
✓ private数据成员year, month, day;
✓ 有public接口SetDate和ShowDate，并对非法的
输入进行控制；
✓ 能够判断是否为闰年，是否为公元前/后，并能
}
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小结
• 什么是类？什么是对象？什么是抽象？什么是类的声 明？什么是类的定义？ • C++中有哪些权限限定符？各起什么作用？ • 什么是类的封装？封装的原则是什么？ • 同一各类所定义的不同对象在调用同一个成员函数时， 调用的是同一段代码吗？ •类的成员函数和普通全局函数在形式上有什么区别？在 本质上有什么区别？
类的封装性
• 封装（encapsulation）是面向对象的三要素之一（其它 两个是继承和多态），它有两层含义（p.39）：
✓ 将数据（属性）和函数（行为）放在符（private等）实现对信息的隐藏或 公开，隐藏类的内部实现。而留下一些接口（public 的成员函数）与外界进行信息交换（外界要想访问某 个成员只能通过接口实现）。
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this指针
• this指针（p.87）！是不是听起来很神奇，而这个this指 针恰恰是前面问题2（同一个类的不同对象调用同一成 员函数时，执行的是同一段代码，结果不同）的关键：
Date d1,d2; if(d1.SetDate(-100,10,2))
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成员函数和普通函数的最主要区别
• 在编译器的角度来看，成员函数和普通函数是没有本 质区别的，成员函数只不过是为了封装的需要，而在形 式上放在了类中。它们之间除了前面讲的形式上的区别 外，最主要的区别如下：
✓ 成员函数暗自具备了一个从编译器传过来的指向类 对象的this指针。通过它成员函数可以操作对象的数 据成员。
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• 当类的设计者改变了类的内部实现时，但只要接口不 变，对于类的使用者而言，没有任何影响。这就是所谓 的“接口和实现的分离”（p.63）。 ✓ 那么什么是封装？简单地说，封装就是将数据和函数 放在一起，将不想让外界看到的内容（通常是数据）声 明为private的，不允许外界存取。外界要想访问的话， 只能通过类留给外部的接口。