【C++】面向对象的三大特性：封装、继承、多态（2）

1、面向对象的三大特性：封装、继承、多态——【C++】面向对象的三大特性：封装、继承、多态（1）

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2、C++的封装是如何实现的？

在C++中，封装（Encapsulation）主要通过访问控制修饰符（Access Specifiers）和类（Class）机制来实现。C++允许程序员控制类内部成员（变量和方法）的可访问性，从而隐藏实现细节，并提供受控的接口。

（1）访问控制修饰符

• private（私有）：仅限于类内部访问，外部无法直接访问。
• protected（受保护）：只能在类内部和子类中访问，外部不能访问。
• public（公共）：可以在类的外部访问。

访问修饰符	类内部	子类（继承）	类外部
private	✅ 允许	❌ 不允许	❌ 不允许
protected	✅ 允许	✅ 允许	❌ 不允许
public	✅ 允许	✅ 允许	✅ 允许

#include <iostream>
using namespace std;

class Person {
private:
    string name;  // 私有成员变量，外部无法直接访问
protected:
    int age;  // 受保护成员变量，派生类可以访问
public:
    // 构造函数
    Person(string n, int a) {
        name = n;
        age = a;
    }
    // 公开方法，提供访问私有数据的接口
    void setName(string n) {
        name = n;
    }
    string getName() {
        return name;
    }
    void setAge(int a) {
        if (a >= 0) age = a;
    }
    int getAge() {
        return age;
    }
    // 公开方法，展示信息
    void displayInfo() {
        cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << endl;
    }
};

// Student 继承自 Person
class Student : public Person {
private:
    int studentID; // 私有成员变量，外部无法访问
public:
    // 构造函数
    Student(string n, int a, int id) : Person(n, a) {
        studentID = id;
    }
    // 公开方法访问私有成员
    void setStudentID(int id) {
        studentID = id;
    }
    int getStudentID() {
        return studentID;
    }
    // 访问受保护成员变量 age
    void showStudentInfo() {
        cout << "Student Name: " << getName() << ", Age: " << age << ", ID: " << studentID << endl;
    }
};

int main() {
    Person person("Alice", 30);
    person.displayInfo();
    Student student("Bob", 20, 1001);
    student.showStudentInfo();
    // person.age = 40;            // ❌ 错误：受保护成员不能被外部直接访问
    // person.name = "Charlie";   // ❌ 错误：私有成员不能被外部直接访问
    student.setAge(22);            // ✅ 可以通过公共方法修改 age
    student.showStudentInfo();
    return 0;
}

（2）友元（friend）

C++提供friend关键字，让某个函数或类可以访问private成员。友元破坏了封装性，但在某些情况下（如操作符重载）是必要的。

class Car {
private:
    int speed;
public:
    Car(int s) : speed(s) {}
    // 声明友元函数
    friend void showSpeed(Car c);
};

// 友元函数可以访问私有变量
void showSpeed(Car c) {
    cout << "Speed: " << c.speed << " km/h" << endl;
}

int main() {
    Car car(100);
    showSpeed(car);  // 友元函数可以访问 private 变量
    return 0;
}

3、C++的继承是如何实现的？——【C++】面向对象的三大特性：封装、继承、多态（3）

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4、C++的多态是如何实现的？——【C++】面向对象的三大特性：封装、继承、多态（4）

详见以上链接，点击蓝字。