C++類的總結封裝案例

1.立方體類的封裝

在C++中，我們可以定義一個立方體（Cube）類來封裝立方體的屬性和方法。立方體的屬性可能包括邊長（side length），而方法可能包括計算表面積（area）和體積（volume）。

#include <iostream>
using namespace std;class Cube {
private:int  sideLength; // 立方體的邊長public:// 計算表面積的方法int getArea() {return 6 * sideLength * sideLength; // 立方體有6個面，每個面的面積是邊長的平方}// 計算體積的方法int getVolume(){return sideLength * sideLength * sideLength; // 體積是邊長的三次方}// 設置邊長的方法（可選）void setSideLength(int length) {sideLength = length;}
};int main() {// 創建一個邊長為5的立方體對象Cube cube{};cube.setSideLength(5);// 輸出立方體的表面積和體積cout << "Area of the cube: " << cube.getArea() << endl;cout << "Volume of the cube: " << cube.getVolume() << endl;return 0;}

在上面的代碼中，我們定義了一個名為Cube的類，它有一個私有成員變量sideLength來存儲立方體的邊長。我們還定義了兩個公有成員函數getArea和getVolume來計算立方體的表面積和體積。此外，我們還提供了一個構造函數來初始化立方體的邊長，以及兩個可選的公有成員函數setSideLength和getSideLength來設置和獲取邊長。在main函數中，我們創建了一個邊長為5的立方體對象，并輸出了它的表面積和體積。

2.點與圓的關系的封裝

在C++中，我們要封裝點與圓的關系，首先需要兩個類，一個點類和一個圓類。然而在實際開發中，把所有的類都放在一個文件中會導致文件的難以管理，以及可維護性的降低。這時就需要類的分文件編寫。

首先要封裝一個點類。我們通常在頭文件中聲明類，在源文件中編寫成員函數。

#include "point.h"/*** 設置點的X坐標* @param x 新的X坐標值*/
void point::setX(double x) {X = x;
}/*** 設置點的Y坐標* @param y 新的Y坐標值*/
void point::setY(double y) {Y = y;
}/*** 獲取點的X坐標* @return 當前的X坐標值*/
double point::getX(){return X;
}/*** 獲取點的Y坐標* @return 當前的Y坐標值*/
double point::getY(){return Y;
}

在頭文件聲明類。

#pragma once
#include "point.h"/*** @class point* 二維平面中的點類定義。* 該類用于表示二維平面中的一個點，包含點的X坐標和Y坐標。*/
class point {double X; /**< 點的X坐標 */double Y; /**< 點的Y坐標 */public:/*** 設置點的X坐標。* @param x 新的X坐標值。*/void setX(double x);/*** 設置點的Y坐標。* @param y 新的Y坐標值。*/void setY(double y);/*** 獲取點的X坐標。* @return 當前點的X坐標值。*/double getX();/*** 獲取點的Y坐標。* @return 當前點的Y坐標值。*/double getY();};

圓類的封裝。與點類分文件相同。

#include "circle.h"
#include "point.h"/*** 設置圓的半徑* @param r 圓的新半徑*/
void  circle::setRadius(double r){radius=r;
}/*** 獲取圓的半徑* @return 圓的半徑*/
int circle::getRadius() const{return radius;
}/*** 設置圓的中心點* @param p 新的中心點坐標*/
void circle::setCenter(point p){center=p;
}/*** 獲取圓的中心點* @return 圓的中心點坐標*/
point circle::getCenter() {return center;
}

圓類的頭文件。

#pragma once
#include "point.h"/*** @brief 表示一個圓的類* * 該類定義了一個圓，包括圓的半徑和圓心。提供了設置和獲取半徑以及設置和獲取圓心的方法。*/
class circle {
public:/*** @brief 設置圓的半徑* * @param r 圓的新半徑*/void setRadius(double r);/*** @brief 獲取圓的半徑* * @return 圓的半徑*/[[nodiscard]] int getRadius() const;/*** @brief 設置圓的圓心* * @param p 新的圓心坐標點*/void setCenter(point p);/*** @brief 獲取圓的圓心* * @return 圓的圓心坐標點*/point getCenter();private:double radius; /**< 圓的半徑 */point center;  /**< 圓的圓心 */
};

在主函數中對類進行調用。

#include "iostream"
using namespace std;
#include "circle.h"
#include "point.h"/*** 判斷一個點是否在給定圓上、內部或外部。* @param c 圓對象，包含圓的中心和半徑。* @param p 點對象，要判斷的點的坐標。*/
void isSame(circle& c, point& p)
{// 計算圓的半徑的平方int doRadius = c.getRadius() * c.getRadius();// 計算點到圓心的距離的平方double length;length = (c.getCenter().getX() - p.getX()) * (c.getCenter().getX() - p.getX())+ ((c.getCenter().getY() - p.getY()) * (c.getCenter().getY() - p.getY()));// 判斷點的位置：在圓上、在圓內還是在圓外if (doRadius == length)cout << "在圓上" << endl;else if (doRadius > length)cout << "在圓內" << endl;elsecout << "在圓外" << endl;
}int main() {circle c{};point p{};// 設置圓的半徑c.setRadius(5);// 設置點的坐標p.setX(5);p.setY(0);// 設置圓的中心為給定的點c.setCenter(p);// 輸出圓的中心坐標和半徑cout << "圓心坐標為(" << c.getCenter().getX() << "," << c.getCenter().getY() << ")" << endl;cout << "半徑為" << c.getRadius() << endl;point p1{};// 設置另一個點的坐標p1.setX(5);p1.setY(10);// 判斷該點是否在圓上、內部或外部isSame(c, p1);return 0;
}

主函數用于判斷一個點是否在給定圓上、內部或外部。函數接受一個圓對象和一個點對象作為參數，通過計算點到圓心的距離與圓的半徑的平方進行比較，來確定點的位置關系。具體步驟如下：
計算圓的半徑的平方，存儲在變量doRadius中。
計算點到圓心的距離的平方，存儲在變量length中。
通過比較doRadius和length的大小關系，判斷點的位置：
若doRadius等于length，則點在圓上。
若doRadius大于length，則點在圓內。
若doRadius小于length，則點在圓外。
根據判斷結果，輸出相應的信息。
在main函數中，首先創建了一個圓對象和一個點對象，并設置了圓的半徑和點的坐標。然后通過調用isSame函數，判斷另一個點是否在圓上、內部或外部，并輸出相關信息。

3.總結

在C++中，類是面向對象編程（OOP）的核心概念之一。類是一種用戶定義的數據類型，它允許我們將數據（成員變量）和操作這些數據的方法（成員函數）組合在一起。下面是對C++中類的一些關鍵知識總結：

1. 類的定義：
   • 使用class關鍵字定義類。
   • 類可以包含私有（private）、保護（protected）和公有（public）成員。
   • 私有成員只能被類內部的成員函數訪問，而公有和保護成員可以在類外部被訪問（對于保護成員，派生類也可以訪問）。
2. 成員變量（也稱為屬性或字段）：
   • 成員變量是類的數據部分，用于存儲類的狀態。
   • 它們可以在類的聲明中定義，也可以在類的實現文件（如果有的話）中定義。
3. 成員函數（也稱為方法）：
   • 成員函數是類的方法部分，定義了可以對類的數據進行哪些操作。
   • 它們可以是普通的函數，也可以是構造函數、析構函數、拷貝構造函數、移動構造函數、拷貝賦值運算符和移動賦值運算符等特殊成員函數。
4. 訪問修飾符：
   • public：類外部可以訪問的成員。
   • private：類外部無法訪問的成員，只能被類內部（包括成員函數和友元）訪問。
   • protected：與private類似，但允許派生類訪問。

這些是C++中類的一些關鍵概念和特性。通過學習和使用這些特性，我們可以編寫更加靈活、可重用和易于維護的代碼。