C++ 教程 | 4. 抽象与封装

抽象与封装是两个重要的程序设计手段，主要是用来 驾驭程序的复杂度 和提高程序的安全性 ，便于 大型程序的设计、理解与维护。

对于一个程序实体而言，
抽象 是指该程序实体 外部 可观察到的行为，使用者不考虑该程序实体的内部是如何实现的。（复杂度控制）
封装 是指把该程序实体 内部 的具体实现细节对使用者隐藏起来，只对外提供一个接口。（信息保护）

主要的程序抽象与封装机制包括：

• 过程抽象与封装

  • 数据表示是公开的，缺乏保护

• 数据抽象与封装

  • 数据的使用者不需要知道数据的具体表现形式，实现了更好的数据保护

过程抽象与封装

实现过程抽象与封装的程序实体通常称为 子程序 。在 C/C++ 语言中，子程序用 函数 来表示。

栈的抽象与封装数据表示：定义栈数据类型

const int STACK_SIZE=100;
class Stack
{     
public: // 对外的接口（外部可使用的内容）
Stack(); // 初始化函数，在声明对象时会自动调用
void push(int e);
void pop(int &e);
private: // 隐藏的内容（外部不可使用）
int buffer[STACK_SIZE];
int top;
};

然后再单独书写 push 和 pop 函数、初始化函数。

/* 详细函数内容编写： */
void Stack::push(int e)
   {    if (top == STACK_SIZE-1) 
       {    cout << “Stack is overflow.\n”;
           exit(-1);
       }
       else
       {    top++;  buffer[top] = e;
           return;
       }
   }

void Stack::pop(int &e)
   {    if (top == -1) 
       {    cout << “Stack is empty.\n”;
           exit(-1);
       }
       else 
       {    e = buffer[top]; top--;
           return;
       }
   }
   
Stack::Stack()// 初始化函数，在声明对象时会自动调用
{ top = -1; 
}

使用该类和方法时：

Stack st;  // 会自动地去调用 st.Stack()对 st 进行初始化。
int x;
st.push(12);  // 把 12 放进栈 st
......
st.pop(x);  // 把栈顶元素退栈并存入变量 x
......
st.top = -1;  //Error，不能直接操作 st！
st.top++;  //Error ，不能直接操作 st！
st.buffer[st.top] = 12;  //Error ，不能直接操作 st！
st.f(); //Error，f 不属于能对 st 进行的操作！