第四讲类与类封装
c++ 类封装技巧
c++ 类封装技巧摘要：1.引言2.C++ 类封装的概念3.封装技巧详解3.1 成员变量隐藏3.2 成员函数封装3.3 构造函数和析构函数3.4 友元函数与友元类3.5 静态成员与静态函数4.封装在实际编程中的应用5.总结与展望正文：【引言】C++ 作为一种面向对象的编程语言，封装是其核心特性之一。
封装有助于提高代码的可读性、可维护性和安全性。
本文将详细介绍C++ 类封装的技巧，帮助读者更好地理解和应用封装技术。
【C++ 类封装的概念】封装是指将类的成员变量和成员函数隐藏在类内部，不允许外部直接访问。
通过封装，可以实现以下目标：1.数据隐藏：保护数据，防止外部直接操作，避免数据误操作。
2.功能抽象：将实现细节隐藏，仅暴露必要的接口，使外部只需关注如何使用类。
3.提高安全性：封装有助于防止恶意操作，确保数据和程序的安全。
【封装技巧详解】3.1 成员变量隐藏在C++ 中，使用私有成员变量可以实现成员变量的隐藏。
私有成员变量只能被以下三种方式访问：1.同一个类的成员函数。
2.友元函数。
3.成员变量对应的构造函数和析构函数。
3.2 成员函数封装将成员函数设置为私有或保护成员，可以限制外部对类功能的直接访问。
这样可以确保外部仅通过类提供的公共接口与类进行交互，提高代码的可维护性。
3.3 构造函数和析构函数构造函数和析构函数是类的特殊成员函数，用于初始化和清理对象。
合理设计构造函数和析构函数，可以确保对象状态的正确性和资源的有效管理。
3.4 友元函数与友元类友元函数和友元类可以访问类的私有成员，有助于实现一些特殊功能。
例如，在实现输入输出操作时，可以使用友元函数实现对对象内部数据的访问。
3.5 静态成员与静态函数静态成员和静态函数不依赖于类的对象，可以直接通过类名访问。
静态成员和静态函数通常用于实现与类对象无关的功能，例如字符串类的长度计算。
【封装在实际编程中的应用】在实际编程中，封装可以应用于以下场景：1.数据抽象：将复杂的数据结构封装成简单的类，便于外部使用。
元件封装的种类及辨识
元件封装的种类及辨识元件封装是指将电子元件或器件包装成具有一定外观尺寸和形状的外壳材料，以便于插入电路板或其他设备中，起到保护元件，方便组装和焊接的作用。
根据不同的要求和应用，元件封装有多种不同的类型和辨识方式。
下面将介绍一些常见的元件封装类型及其辨识方法。
1. DIP封装（Dual in-line package）DIP封装是一种常见的传统封装类型，多用于集成电路、模拟电路和线性电路等元件中。
辨识DIP封装的方法是通过外形尺寸和引脚数目来判断，通常为2至64个引脚，基本呈矩形形状。
2. SOP封装（Small Outline Package）SOP封装是一种比DIP更小巧且外形扁平的封装类型，常用于集成电路和数字电路等元件中。
辨识SOP封装的方法是通过外形尺寸和引脚数目来判断，通常为8至64个引脚，外形为长方形。
3. QFP封装（Quad Flat Package）QFP封装是一种大规模引脚密集的表面贴装封装类型，通常用于集成电路和微处理器等元件中。
辨识QFP封装的方法是通过外形尺寸和引脚数目来判断，通常为32至256个引脚，外形为正方形或长方形。
4. BGA封装（Ball Grid Array）BGA封装是一种与QFP相似的封装类型，其引脚位于封装底部，通过焊球连接到电路板上。
BGA封装常用于高密度和高频率电路中，例如芯片组、微处理器和图形处理器等元件。
辨识BGA封装的方法是通过外形尺寸和焊球排列布局来判断，外形通常为正方形。
5. SMD封装（Surface Mount Device）SMD封装是一种直接表面贴装的封装类型，用于电子元件直接焊接到电路板的表面。
SMD封装主要分为无源SMD和有源SMD两大类。
其中无源SMD封装包括贴片电阻、贴片电容等元件，有源SMD封装则包括晶体管、三极管等元件。
辨识SMD封装的方法是通过外形尺寸、标识代码和引脚间距来判断。
6. COB封装（Chip-On-Board）COB封装是指将芯片直接粘贴在电路板上，通常不使用封装外壳。
封装与解封装的过程
封装与解封装的过程在计算机科学领域中，封装和解封装是两个非常重要的概念。
封装是指将数据和方法组合在一起，形成一个独立的实体，以便于其他程序调用和使用。
解封装是指从封装的实体中提取出数据和方法，使其可以被其他程序访问和使用。
本文将详细介绍封装和解封装的过程以及其在计算机科学中的应用。
一、封装的过程封装是将数据和方法组合在一起，形成一个独立的实体。
在计算机科学中，这个实体通常是一个对象。
封装的过程可以分为以下几个步骤：1. 定义一个类在封装的过程中，首先需要定义一个类。
类是一组具有相似属性和方法的对象的集合。
类定义了对象的属性和方法，包括它们的数据类型、名称和访问权限等。
2. 定义类的属性在类中定义属性，属性是对象的特征或状态。
属性可以是任何数据类型，例如整数、浮点数、字符串等等。
属性可以是公共的或私有的，公共属性可以被其他程序访问和修改，私有属性只能被类中的方法访问和修改。
3. 定义类的方法在类中定义方法，方法是对象的行为或操作。
方法可以被其他程序调用，以执行特定的任务。
方法可以是公共的或私有的，公共方法可以被其他程序调用，私有方法只能被类中的其他方法调用。
4. 将属性和方法封装在一起在类中，将属性和方法封装在一起，形成一个独立的实体。
这个实体可以被其他程序调用和使用。
封装可以保护数据的完整性，防止其他程序随意修改数据。
二、解封装的过程解封装是从封装的实体中提取出数据和方法，使其可以被其他程序访问和使用。
解封装的过程可以分为以下几个步骤：1. 创建一个对象在解封装的过程中，首先需要创建一个对象。
对象是类的一个实例，它包含了类中定义的属性和方法。
2. 访问对象的属性在对象中，可以访问类中定义的属性。
属性可以被读取和修改，以满足程序的需求。
3. 调用对象的方法在对象中，可以调用类中定义的方法。
方法可以执行特定的任务，例如计算、排序、搜索等等。
4. 销毁对象在程序结束时，需要销毁对象，以释放内存空间。
对象的销毁可以通过垃圾回收机制自动完成。
java面向对象程序设计第2版第4章_类与对象
§4.1 编程语言的几个发展阶段
◆ 面向机器语言 ◆面向过程语言 ◆面向对象语言
面向对象编程主要体现下列三个特性 ◇封装性 ◇继承 ◇多态
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§4.2 类
类是组成Java程序的基本要素。类封装了 一类对象的状态和方法。类是用来定义对象的 模板。
类的实现包括两部分：类声明和类体。基 本格式为：
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§4.4 参数传值
§4.4.1 基本数据类型参数的传值
对于基本数据类型的参数，向该参数传递 的值的级别不可以高于该参数的级别 。
例4-4
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§4.4.2 引用类型参数的传值
当参数是引用类型时，“传值”传递的是变 量中存放的“引用”，而不是变量所引用的实体。
例4-5
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§4.4.3 可变参数
我们在任何一个类中用类Tom 创建了一个对象 后 ， 该 对 象 能 访 问 自 己 的 public 变 量 和 类 中 的 public方法（也可以通过类名来操作成员变量、 方法） 。
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§4.10.3 友好变量和友好方法
当在另外一个类中用类Tom 创建了一个对象 后，如果这个类与Tom类在同一个包中，那么该 对象能访问自己的友好变量和友好方法。
1．通过使用运算符“.” 对象操作自己的变量 （对象的属性） 2．使用运算符“.”,对象调用类中的方法（对 象的功能）
例4-3
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§4.3.3 对象的引用和实体
当用类创建一个对象时，类中 的成员变量在分配内存空间，这 些内存空间称作该对象的实体或 对象的变量，而对象中存放着引 用。
一个类创建的两个对象，如果 具有相同的引用，那么就具有完 全相同的实体。
2．类名最好容易识别、见名知意。当类名由几个“单词”复 合而成时，每个单词的首字母使用大写。
类的封装的定义
类的封装的定义
一、类的封装
类的封装，是一种将一组相关的变量和函数封装成一个独立的数据类型的技术，以提高程序的可维护性、可重用性。
类的封装，可以将一组相关的变量和函数封装在一个独立的自定义数据类型内，这种独立的数据类型称为类，类是一种抽象，它可以把相关的信息和数据封装起来，便于维护和使用，从而提高程序的可维护性和可重用性。
二、类的封装特性
（1）数据封装
类的封装最大的优点之一是将数据和它们的操作封装在一个结构里面，使得数据操作更加简单、快捷。
（2）访问控制
类可以通过类的修饰符来控制访问权限，使得部分数据和函数只能被类本身所调用，这样可以保证自己的资源不被滥用。
（3）抽象
类能够把复杂的具体事物抽象成一个独立的实体，以便让程序进行更有效的管理。
（4）继承
类具有继承的能力，可以将相关的操作封装放到基类中，而子类只需要根据需要进行相应的改进和扩展，这样可以减少代码的冗余，提高程序的可复用性。
第四讲 java类与对象
方法重载
访问权限
类和对象
对象表示现实世界中某个具体的事物。 抽象是从特定的实例中抽取共同的性质以形成一般化
概念的过程。 对象具有两方面的含义：
在现实世界中：
是客观世界中的一个实体 是一个可标识的存储区域
在计算机世界中：
类
类是用来描述一组具有共同状态和行为的对象的原型，
//App4_10.java Public class App4_10{ Pulbic static void main(String[] args){ Circle circle=［代码１］ //创建circle对象 ［代码２］ Circular circular= /*创建circular对象，并将circle引用 传递给构造方法的参数c。*/ System.out.print(“圆锥的体积：%5.5f\n”,circular.getVolme); Circular.bottom.radius =100; System.out.printf(“圆锥的面积： %5.5f\n”,circular.getVolme); } } 执行［代码１］： Circle circle=new Circle(); 执行［代码］： Circular circular=new Circular(circle,20);
对象的组合
一个类的成员变量可以是某个类声明的变量，即可以是对象。当A类把B类的对象作为自已 的成员时，称A类的对象组合了B类的对象。比如：公司组合了员工，收音机组合了电池 //Circle.java Public class Circle{ Double radius; Circle(double r){ Radius=r; } Double getArea(){ return 3.14*radius*radius; } }
java的封装,继承和多态(思维导图)
java的封装，继承和多态类和对象类类声明 { 成员变量的声明； 成员方法的声明及实现； }声明类：[修饰符] class 类<泛型> [extends 父类] [implements 接口列表]声明成员变量：[修饰符]数据类型 变量[=表达式]{,变量[=表达式]}成员方法声明：[修饰符]返回值类型 方法（[形式参数列表]）[throws 异常类列表]{语句序列；[return[返回值]]； }重载：一个类中可以有多个同名的成员方法，前提是参数列表不同，称为类的成员方法重载，重载的多个方法为一种功能提供多种实现。
重载方法之间必须以不同的参数列表（数据类型、参数个数、参数次序）来区别。
例如，MyDate 类可声明多个重载的set()方法如下: void set(int y,int m, int d)void set(int m, int d) //重载方法，参数个数不同void set(int d) void set(MyDate date)//重载方法，参数的数据类型不同对象对象声明：类 对象构造实例：对象 = new 类的构造方法（[实际参数列表]）引用对象的成员变量和调用成员方法：对象.成员变量 对象.成员方法([实际参数列表])类的封装性构造与析构类的构造方法用于创建类的一个实例并对实例的成员变量进行初始化一个类可声明多个构造方法对成员变量进行不同需求的初始化，构造方法不需要写返回值类型，因为它返回的就是该类的一个实例。
例：MyDate类声明以下构造方法:public MyDate(int year, int month, int day)// 声明构造方法，方法名同类名，初始化成员变量 {set(year, month day);// 调用 set()方法，为成员变量赋值}使用new运算符调用指定类的构造方法，实际参数列表必须符合构造方法声明。
例如:MyDate d1 = new MyDate(2017,10,1);//创建实例并初始化成员变量当一个类没有声明构造方法时，Java 自动为该类提供一个无参数的默认构造方法对象的引用与运算this引用访问本类的成员变量和成员方法：this.成员变量，this.成员方法([实际参数列表])调用本类重载的构造方法：this([实际参数列表])访问控制类的访问控制权限公有和(public)和缺省类中成员4级访问控制权限及范围声明set()和get()方法存取对象的属性例：public void set(int year, int month, int day) //设置日期值 public void set(MyDate date)//设置日期值，重载 public int getYear()//获得年份 public int getMonth()// 获得月份 public int getDay()//获得当月日期静态成员定义及访问格式使用关键字static声明的成员称为静态成员在类内部，可直接访问静态成员，省略类名。
常见封装类型-图文
常见的封装类型封装大致经过了如下发展进程：结构方面：DIP封装(70年代)->SMT工艺(80年代 LCCC/PLCC/SOP/QFP)->BGA封装(90年代)->面向未来的工艺(CSP/MCM)材料方面：金属、陶瓷－>陶瓷、塑料－>塑料；引脚形状：长引线直插－>短引线或无引线贴装－>球状凸点；装配方式：通孔插装－>表面组装－>直接安装一．TO 晶体管外形封装TO（Transistor Out-line）的中文意思是“晶体管外形”。
这是早期的封装规格，例如TO-92，TO-92L，TO-220，TO-252等等都是插入式封装设计。
近年来表面贴装市场需求量增大，TO封装也进展到表面贴装式封装。
TO252和TO263就是表面贴装封装。
其中TO-252又称之为D-PAK，TO-263又称之为D2PAK。
D-PAK封装的MOSFET有3个电极，栅极（G）、漏极（D）、源极（S）。
其中漏极（D）的引脚被剪断不用，而是使用背面的散热板作漏极（D），直接焊接在PCB上，一方面用于输出大电流，一方面通过PCB散热。
所以PCB的D-PAK焊盘有三处，漏极（D）焊盘较大。
%二． DIP 双列直插式封装DIP(DualIn－line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式，其引脚数一般不超过100个。
封装材料有塑料和陶瓷两种。
采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚，使用时，需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。
当然，也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。
DIP封装结构形式有：多层陶瓷双列直插式DIP，单层陶瓷双列直插式DIP，引线框架式DIP（含玻璃陶瓷封接式，塑料包封结构式，陶瓷低熔玻璃封装式）等。
DIP封装具有以下特点：1.适合在PCB (印刷电路板)上穿孔焊接，操作方便。
2.比TO型封装易于对PCB布线。
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属性字段，描述状态
public public int int enrollment enrollment () () // //注册，取得学号 注册，取得学号 { { …… …… // // 实现代码 实现代码 } } public public float float examine examine () () // // 考试，修改成绩 考试，修改成绩 { { …… …… // //实现代码 实现代码 } } } }
Student Student S1; S1; S1 S1 = = new new Student Student (); (); S1. S1. Name Name = =“ “张飞 张飞"; "; S1. S1. Enrollment(); Enrollment(); S1. S1. Examine(); Examine();
} }
学生类
对象2
对象 vs. 对象引用
对象存储在内存堆中,是系统开辟的一片连续 存储空间 z 对象变量保存的仅仅是对象的一个引用地 址，不是对象本身！ 张飞
z
Student Student S; S; S S = = new new Student(); Student(); . . . . . . S S = = new new Student(); Student(); . . . . . .
类的声明
(3) Partial是2.0版新增加的一个关键字,表明该 类只是一个局部类(引入局部类后,就可以将 一个大类划分成若干个小局部类,分属于不同 的.CS文件中,但都必须属于同一个名称空间) (4) 关键字 class 和一个名称该类的标识符 (5) 接着是一个可选的继承基类，最后是可根 据需要后接一个分号的类体。
实例化(Instantiation)
实例化就是创建对象的过程 z 使用new关键字来创建
z
public public class class Student Student { { private private static static int int GlobalNo=2004070601; GlobalNo=2004070601; public public int int No; No; // //学号 学号 public public string string Name; Name; // //姓名 姓名 public float Score; // 成绩 public float Score; //成绩 public public int int Enrollment Enrollment () () // //注册，取得学号 注册，取得学号 { { this.No= this.No= GlobalNo++; GlobalNo++; } } public public float float Examine Examine () () // // 考试，修改成绩 考试，修改成绩 { { this.Score=(new this.Score=(new Random(No)).Next(0,101); Random(No)).Next(0,101); } }
具体产品
类和对象的概念
蓝图与产品的关系 抽象与具体的关系 Class & Object
抽象蓝图
具体产品
类(Classes)
类定义了一个“模板”，通过这个“模板”可以生 成一个或多个对象 z 类定义了一个对象的“状态”和“行为”
z
class class Student Student // //学生类 学生类 { { int int No; No; // //学号 学号 string string Name; Name; // //姓名 姓名 float float Score; Score; // //成绩 成绩
行为方法，修改状态
二、类的声明
类的声明就是定义一个新类，其格式如下： [属性] [类修饰符][partial] class 标识符 [:基类] { …… 类的定义体 };
பைடு நூலகம்
(1 ) 类声明包含一组可选的属性(C# 使程序员可以 创造新的说明性信息种类，称为属性) (2) 一组可选的类修饰符(public; protected; internal; private; abstract; sealed )
z
对象的封装
有选择的信息隐藏 防止意外的数据破坏 更易于隔离和修复错误
对象的继承
通过继承，实现“功能”的重用 减少重复工作
平面直角高清晰 黑白 彩色
对象的多态
彩色图像
消息相同，作用对象 不同，其结果也不同
黑白图像
类和对象的概念
蓝图与产品的关系 抽象与具体的关系 Class & Object
抽象蓝图
第四讲 类与类的封装
西南林学院计算机与信息科学系 周开来
OOP(Object-Oriented Programming
OOP概述 (主要特征) z 类的封装 z 类的继承 z 多态机制
z
为什么要使用OOP?
为什么使用 object-oriented programming? z 现实世界中就是对象无处不在 z 客户(Customer) z 产品(Products) z 订单(Orders) z 文档(Documents) OOP的三大基本特征 z Encapsulation 封裝 z class z Inheritance 继承(Is-a关系与has-a关系) z Class hierarchy z Polymorphism 多态 z Abstraction class z Interface
2004070601 78
关羽 2004070602 89
对象1
Student Student S2; S2; S2 S2 = = new new Student Student (); (); S2. S2. Name Name = =“ “关羽 关羽"; "; S2. S2. Enrollment(); Enrollment(); S2. S2. Examine(); Examine();