C++面向对象三大特性

C++面向对象三大特性

C++ 中的面向对象三大特性是：封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）、多态（Polymorphism）。这三者构成了面向对象编程（OOP）的核心理念。

一、封装（Encapsulation）

概念：

封装是将数据和操作数据的函数绑定在一起，并对外部隐藏实现细节，只暴露必要的接口。这种机制有助于提高代码的安全性和可维护性。

特点：

• 通过 private, protected, public 控制访问权限
• 限制外部直接访问内部状态
• 提供 getter/setter 函数访问或修改私有数据

示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class Person {
private:
    string name;
    int age;

public:
    void setName(const string& n) { name = n; }
    void setAge(int a) { 
        if (a >= 0) age = a; 
    }

    string getName() const { return name; }
    int getAge() const { return age; }

    void showInfo() const {
        cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << endl;
    }
};

总结：

• 封装的核心是“隐藏细节，对外提供接口”
• 有助于防止非法访问，提高模块独立性

二、继承（Inheritance）

概念：

继承是指一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和行为，从而实现代码复用。

语法形式：

class 子类 : 继承方式 父类 {};

继承方式：

• public：保留 public、protected 成员访问性（最常用）
• protected：public -> protected，protected 不变
• private：public/protected -> private

示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class Animal {
public:
    void eat() { cout << "Animal eats\n"; }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void bark() { cout << "Dog barks\n"; }
};

int main() {
    Dog d;
    d.eat();   // 继承自 Animal
    d.bark();  // 自己的函数
    return 0;
}

总结：

• 继承实现了“代码复用”与“逻辑层次结构”
• 子类可以扩展或重写父类的功能（多态的基础）

三、多态（Polymorphism）

概念：

多态是指“同一个接口，不同的实现”，它允许用父类指针/引用调用子类的重写方法，分为：

• 静态多态（编译时）：函数重载 / 运算符重载
• 动态多态（运行时）：虚函数 + 父类指针或引用

条件（动态多态）：

• 基类函数为 virtual
• 子类重写该函数
• 使用基类指针或引用调用

示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class Animal {
public:
    virtual void makeSound() const {
        cout << "Animal sound\n";
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void makeSound() const override {
        cout << "Woof!\n";
    }
};

class Cat : public Animal {
public:
    void makeSound() const override {
        cout << "Meow!\n";
    }
};

void playSound(const Animal& a) {
    a.makeSound();  // 动态绑定
}

int main() {
    Dog d;
    Cat c;

    playSound(d);  // Woof!
    playSound(c);  // Meow!
    return 0;
}

虚析构函数：

如果你希望通过基类指针 delete 子类对象，基类应定义虚析构函数：

class Animal {
public:
    virtual ~Animal() { cout << "Animal destroyed\n"; }
};

总结：

• 多态让程序更灵活，支持开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）
• 是面向对象设计模式的核心基础

总结三大特性对比：

特性	作用	实现手段
封装	隐藏实现细节，提高安全性	访问控制符 + 类成员封装
继承	实现代码复用和层级结构	: 继承语法 + 基类/派生类
多态	接口统一、行为多样化，增强扩展性	virtual 函数 + 重写机制