C++类的基本语法与封装性详解

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在C++面向对象编程中，类（class） 是构建程序结构的核心单元。它不仅将数据和操作数据的函数组织在一起，还通过封装性控制外部对内部成员的访问权限，从而提升代码的安全性与可维护性。本文将系统讲解C++类的基本语法及其封装机制。

类的基本定义

C++中使用 class 关键字定义一个类。类通常包含成员变量（数据）和成员函数（方法）。以下是一个简单的类定义示例：

// 定义一个表示矩形的类
class Rectangle {
private:
    double width;   // 私有成员变量
    double height;  // 私有成员变量

public:
    // 构造函数：初始化矩形尺寸
    Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}

    // 公有成员函数：计算面积
    double getArea() const {
        return width * height;
    }

    // 公有成员函数：设置宽度
    void setWidth(double w) {
        if (w > 0) {
            width = w;
        }
    }

    // 公有成员函数：获取宽度
    double getWidth() const {
        return width;
    }
};

在这个例子中，width 和 height 被声明为 private，意味着它们只能被类内部的成员函数访问，外部代码无法直接修改。这种设计正是封装性的体现。

C++类的基本语法与封装性详解

封装性的作用

封装是面向对象三大特性之一（另两个是继承和多态），其核心思想是隐藏实现细节，仅暴露必要的接口。通过访问控制关键字（public、private、protected），C++实现了对成员的精细权限管理：

public：任何地方均可访问。
private：仅类内部成员函数可访问。
protected：类内部及派生类可访问（本文暂不展开）。

若没有封装，外部代码可能随意修改对象状态，导致程序逻辑混乱甚至崩溃。例如，若 width 是公有的，用户可能赋值为负数，破坏矩形的几何意义。而通过 setWidth() 方法，我们可以在赋值前加入校验逻辑，确保数据合法性。

成员函数的定义方式

成员函数既可在类内定义（隐式内联），也可在类外定义。对于较复杂的函数，推荐在类外定义以提高可读性：

class Circle {
private:
    double radius;

public:
    Circle(double r);
    double getArea() const;
};

// 类外定义构造函数
Circle::Circle(double r) {
    if (r > 0) {
        radius = r;
    } else {
        radius = 1.0; // 默认值
    }
}

// 类外定义成员函数
double Circle::getArea() const {
    return 3.14159 * radius * radius;
}

注意：类外定义时需使用作用域解析运算符 ::，并保持函数签名与类内声明一致。