小学生学C++编程语法知识（为什么 class 需要封装？）

C++面向对象核心：为什么 class 需要封装？

同学们，上节课我们学习了：

struct 和 class 的区别

我们知道：

class

默认：

private

也就是：

自己的数据，别人不能随便修改。

那么问题来了：

为什么 C++ 要设计 private？
为什么不让所有变量都 public，想改就改呢？

这就是今天要学习的核心：

封装（Encapsulation）

一、先看一个没有封装的世界

假设我们写一个学生类：

class Student
{
public:

string name;

int score;

};

使用：

Student s;

s.name="小明";

s.score=95;

看起来很方便。

但是问题来了：

如果有人写：

s.score=-100;

或者：

s.score=1000;

怎么办？

学生成绩应该：

0 ~ 100

但是现在：

-100
1000

都可以。

程序不会报错。

为什么？

因为：

score

是：

public

公开的。

任何人都可以改。

二、生活中的例子：银行卡

假设银行卡这样设计：

class BankCard
{

public:

double money;

};

然后：

BankCard card;

card.money=1000000;

任何人都可以：

card.money=999999999;

这显然不合理。

银行账户余额：

不能让别人直接修改。

所以真实世界设计：

银行卡：

外面只能：

• 存钱

• 取钱

• 查询余额

但是：

内部余额：

必须保护。

这就是：

封装

三、什么是封装？

一句话：

把重要的数据隐藏起来，只允许通过规定的方法访问。

英文：

Encapsulation

它包含两个动作：

1. 隐藏数据

使用：

private

2. 提供接口

使用：

public

例如：

class Student
{

private:

int score;

public:

void setScore(int x)
{
score=x;
}

int getScore()
{
return score;
}

};

现在：

score 藏起来了。

外面不能：

s.score=100;

错误。

必须：

s.setScore(100);

四、private到底有什么作用？

我们来看：

class Student
{

private:

int score;

};

private表示：

只有自己可以访问

比如：

类里面：

void test()
{
score=100;
}

可以。

但是外面：

Student s;

s.score=100;

不可以。

可以想象：

private 是：

房间里面的保险箱。

public 是：

房间门口的按钮。

别人不能直接打开保险箱。

只能按按钮。

五、getter 和 setter 是什么？

很多同学第一次看到：

get
set

不知道是什么意思。

其实非常简单：

getter

get：

获取

作用：

读取数据。

例如：

int getScore()
{
return score;
}

意思：

把成绩告诉外面。

setter

set：

设置

作用：

修改数据。

例如：

void setScore(int x)
{
score=x;
}

意思：

修改成绩。

所以：

六、为什么不直接访问，要绕一圈？

有同学可能问：

老师：

s.score

不是很方便吗？

为什么：

s.setScore(90);

这么麻烦？

答案：

因为：

我们可以增加规则！

例如：

成绩必须：

0~100

setter：

void setScore(int x)
{

if(x>=0 && x<=100)
{
score=x;
}

else
{
cout<<"成绩错误"<<endl;
}

}

现在：

s.setScore(150);

输出：

成绩错误

程序安全了。

七、封装最大的价值：控制修改

看两个程序：

没封装：

student.score=-999;

任何地方：

随便改。

后果：

程序容易出错。

有封装：

student.setScore(-999);

进入：

if

检查。

错误被挡住。

所以：

封装不是为了麻烦程序员。

而是：

为了让程序更安全、更容易维护。

八、封装和游戏角色的关系

比如游戏：

英雄：

class Hero
{

private:

int hp;

public:

void attack();

void heal();

};

血量：

hp

不能直接改。

否则：

玩家：

hp=999999

游戏就坏了。

所以：

只能：

攻击：

attack()

回血：

heal()

九、public、private、protected 三兄弟

C++ 有三个权限：

1. public（公开）

别人可以访问：

public:

int age;

像：

学校公告。

2. private（私有）

只有自己可以访问：

private:

int password;

像：

自己的密码。

3. protected（保护）

以后学习继承时使用。

现在可以简单理解：

给自己的孩子使用。

十、一个例子

设计一个银行账户：

#include<iostream>

using namespace std;

class Account
{

private:

double money;

public:

Account()
{
money=0;
}

void deposit(double x)
{
if(x>0)
{
money+=x;
}
}

double getMoney()
{
return money;
}

};

int main()
{

Account a;

a.deposit(100);

cout<<a.getMoney();

return 0;
}

输出：

100

注意：

外面不能：

a.money=1000000;

因为：

money 是私有的。

十一、封装和结构体有什么关系？

回忆：

struct：

struct Student
{

int score;

};

默认：

public

所以：

s.score=100;

可以。

class：

class Student
{

int score;

};

默认：

private

所以：

不能直接访问。

但是：

两者都可以封装。

例如：

struct：

struct Student
{

private:

int score;

};

也是合法的。

十二、信奥竞赛需要学封装吗？

学习 class 的意义在于：

培养：

• 大型程序设计思想

• 软件工程能力

• AI时代编程能力

未来：

写：

• 游戏

• App

• 人工智能项目

封装非常重要。

十三、本节课总结

记住下面这句话：

封装，就是把数据藏起来，把操作方法留下来。

关键词：

最终目标：

让对象自己管理自己，而不是让外部随便破坏。