嵌入式linux C++语言（三）——封装（Encapsulation）

一、封装简介

C语言等面向过程编程中，数据以及数据的相关操作函数都是分离的独立个体；在C++等面向对象编程中，数据以及数据的相关操作被设计为对象，对象包括属性（数据）和操作（函数），两者共同构成对象实体（即类实体）。面向对象编程使程序更模块化，更易读易写，提升了代码重用到一个更高的层次。

面向对象编程中，数据和数据的操作封装为了对象。封装可以隐藏实现细节，使得代码模块化，是把过程和数据包围起来，对数据的访问只能通过已定义的接口。

封装是一种对外提供服务的模型，封装模型是对世间万物的个体抽象。

封装的访问属性如下：

访问属性     属性     对象内部     对象外部
public        公有     可访问       可访问
protected     保护     可访问       不可访问
private       私有     可访问       不可访问

C语言中，struct中所有行为和属性都是public的(默认)，既可以使用接口，又可以直接访问其内部数据，没有屏蔽内部数据。C++中的class可以指定行为和属性的访问方式，对内开放数据，对外屏蔽数据，对外提供接口。

二、C语言的封装

stack的C语言实现：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
typedef struct stack
{
    char space[1024];
    int top;
}stack;
 
void stack_init(stack *st)
{
    st->top = 0;
    memset(&st->space, 0, sizeof(st->space));
}
 
int is_empty(stack *st)
{
    return st->top == 0;
}
int is_full(stack *st)
{
    return st->top == 1024;
}
 
char pop(stack *st)
{
    return st->space[--st->top];
}
 
void push(stack *st, char c)
{
    st->space[st->top++] = c;
}
 
int main(void)
{
    stack st;
    stack_init(&st);
    unsigned int i;
    for(i = ‘a‘; i < (‘z‘ + 1); i++)
    {
        if(!is_full(&st))
            push(&st, i);
    }
    for(i = ‘a‘; i < (‘z‘ + 1); i++)
    {
        printf("%c\n", pop(&st));
    }
    return 0;
}

C语言中封装的struct的数据成员是可以被外部调用修改的。

三、C++类的封装

C++类实现stack：

stack.h源码:

#ifndef STACK_H
#define STACK_H
 
class stack
{
public:
    stack();
    bool is_empty();
    bool is_full();
    void push(char c);
    char pop();
private:
    char space[1024];
    unsigned int top;
};
 
#endif // STACK_H

stack.cpp源码：

#include "stack.h"
#include <string.h>
 
stack::stack()
{
top = 0;
    memset(space, 0, sizeof(space));
}
 
bool stack::is_empty()
{
    return top == 0;
}
 
bool stack::is_full()
{
    return top == 1024;
}
 
void stack::push(char c)
{
    space[top++] = c;
}
 
char stack::pop()
{
    return space[--top];
}

main.cpp源码：

#include <iostream>
#include "stack.h"
#include <string.h>
using namespace std;
 
int main()
{
    stack st;
    unsigned int i;
    for(i = ‘a‘; i < ‘z‘ + 1; i++)
    {
        if(!st.is_full())
            st.push(i);
    }
    for(i = ‘a‘; i < ‘z‘ + 1; i++)
    {
        cout<<st.pop()<<endl;
    }
    return 0;
}

C++语言中封装的class stack中数据成员是private的，对于外部不可访问，通过设置数据成员和操作方法的访问权限，可以对外部开放、屏蔽数据成员和操作方法。