芥子須彌

----封裝

作者：HolyFire

說(shuō)起面向?qū)ο驩OP首先就有人大喊著封裝

究竟封裝是什么呢，為什么要封裝？

是的，本來(lái)并沒(méi)有封裝，封裝是由于人們的需要才產(chǎn)生的，就如同計(jì)算機(jī)來(lái)到人間，編程語(yǔ)言進(jìn)入你的大腦，自然而然。

在沒(méi)有封裝的時(shí)候，人們一樣在編程，并沒(méi)有因?yàn)榉庋b的出現(xiàn)使得猿猴變成了人，所以封裝沒(méi)有那么神秘，可怕。

想象一下，我們生活里也有很多封裝：食品被放在袋子里，用來(lái)防止混入灰塵和昆蟲(chóng)侵蝕；戴上太陽(yáng)鏡，防止紫外線傷害眼睛；錢(qián)和貴重物品放在保險(xiǎn)柜里，防止心術(shù)不正的人。

好了，我們看出一點(diǎn)，封裝的一個(gè)作用是保護(hù)我們的東西。

在生活中，有很多慣例，這里要提到一點(diǎn)，那就永真式，這是一個(gè)表示在無(wú)論什么情況下都為真的式子，當(dāng)然這是一種理想的情況，但人們往往喜歡創(chuàng)造這樣的東西，就象“水往低處流” 。牛頓說(shuō)“由于地球引力，所以蘋(píng)果是往地上掉的”幸虧有這樣的道理，我們才有水喝，有蘋(píng)果吃。當(dāng)然了在地球上很難找出反例，所以我們無(wú)需考慮蘋(píng)果飛上天的可能性。又如人的聽(tīng)覺(jué)范圍是2kHZ~~20kHZ，如果有人說(shuō)地球上會(huì)有一個(gè)人的聽(tīng)覺(jué)超出這個(gè)范圍，我一點(diǎn)異議都沒(méi)有，但是我還是把人的聽(tīng)覺(jué)作為2kHZ~~20kHZ來(lái)處理，應(yīng)為概率論上有一句，小概率的事是不會(huì)發(fā)生的，我不打算證實(shí)他，我只是想利用他，我只處理2kHZ~~20kHZ的聽(tīng)覺(jué)范圍，在絕大多數(shù)領(lǐng)域里，這樣做足夠了，讓在這方面有特別要求的人掙扎去吧，少處理這些個(gè)別的人會(huì)帶來(lái)更多的好處。

我們又能發(fā)覺(jué)到，封裝的好處能降低復(fù)雜度。

我想沒(méi)有人會(huì)愚蠢到將一只羊和一只牛相加，得到兩只羊或兩只牛這樣的結(jié)果，但是兩只動(dòng)物這樣的結(jié)果卻是可以接受的。

這樣看來(lái)，封裝他能夠降低出錯(cuò)的可能性。

封裝所做的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是這些。

等等，各位心中是不是充滿了疑惑。

講了這么久，為什么不說(shuō)明封裝到底是什么呢，文中并沒(méi)有提到啊。

聰明的朋友，封裝并不是什么東西，也不是什么方法，他是人們考慮和解決問(wèn)題的思路，他就是你的思想，就是你的靈感一閃，就是你的錦囊妙計(jì)。封裝就是人們?yōu)榱烁�好的管理和使用事物的方案，它可以讓你更方便，更安全的做你想做的事，長(zhǎng)久以來(lái)，充滿智慧的杰出者們摸索出一些使用封裝來(lái)解決問(wèn)題的辦法。

在編程的應(yīng)用上，我們看看封裝給我們帶來(lái)的好處吧。

由于計(jì)算機(jī)里，一些都數(shù)字化了，所以信息都是存放在很多很多的存儲(chǔ)單元里的，由于硬件的限制，這些存儲(chǔ)單元都有確實(shí)的大小。

首先我們來(lái)談?wù)劚Ｗo(hù)我們的數(shù)據(jù)不被隨便訪問(wèn)，這正是我提到的。

比如說(shuō)一個(gè)員工可以看到自己的工資，但如果他能夠修改的話，只怕人人都想去這個(gè)公司工作了。修改工資的數(shù)據(jù)，萬(wàn)萬(wàn)不行，萬(wàn)萬(wàn)不行，但是如果人人都不能修改工資這一數(shù)據(jù)，那也不行啊，財(cái)會(huì)需要修改關(guān)于工資的數(shù)據(jù)。

這里我使用面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)而設(shè)計(jì)的C++語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)他，因?yàn)樗�是為面向�(qū)ο笤O(shè)計(jì)的，所以實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較方便。沒(méi)學(xué)過(guò)C++的人先要看一看基本概念，至少要理解private,public,protected,friend等關(guān)鍵字的概念。

我們來(lái)理解一下我們要做的事，公司里有很多人，人人都有工資，一些是員工，員工用工號(hào)來(lái)區(qū)別，一些是財(cái)會(huì)，而財(cái)會(huì)也是員工，員工能察看工資，而財(cái)會(huì)還能修改工資。

我們有三個(gè)角色，人，員工，財(cái)會(huì)，要做兩件事，員工察看工資，財(cái)會(huì)修改工資，然后理清他們的關(guān)系

人有姓名，年齡，性別 這三樣是我們需要處理的，我們要做的是處理工資，一些無(wú)關(guān)的信息就可以省略，習(xí)慣上每個(gè)部門(mén)都需要人的這三個(gè)信息

人 = { 姓名 ， 年齡 ， 性別 }

員工是人，財(cái)會(huì)是人，財(cái)會(huì)是員工，員工有工資，為了區(qū)別員工每個(gè)員工有工號(hào)

員工察看工資，財(cái)會(huì)修改工資

員工 ={ 人 ， 工資 ，工號(hào) ， 察看工資 }

財(cái)會(huì) ={ 員工 ， 修改工資 }

//下面三句代碼是使用標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)，可以節(jié)省我們很多功夫，方便我們理解我們要理解的，略過(guò)繁枝小節(jié)

#include <iostream>

#include <string>

using namespace std;

class Man{

public:

 enum SexType { Mele , Female };//枚舉類(lèi)型，性別只有男女兩種，這里不考慮人妖，如果輸入不是這樣種類(lèi)型，編譯器會(huì)報(bào)警。類(lèi)型轉(zhuǎn)換中如果不是者兩個(gè)值，也會(huì)報(bào)警，這樣我們減少了誤輸入引起的錯(cuò)誤。

private: //變量不能亂操作，設(shè)定為私有，只有類(lèi)的成員函數(shù)才能操作，起到保護(hù)作用

 string Name;//姓名，string是標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)里提供的類(lèi)，可以方便的處理字符串

 unsigned Age; //年齡，由于年齡不可能是負(fù)數(shù)，所以用unsigned表示，這樣可以防止邏輯錯(cuò)誤

 SexType Sex;//性別

public: //對(duì)外的接口，當(dāng)然要開(kāi)放了

 string GetName( void ){ return Name; }//得到人的名字

 void SetName( string const& name )//改變?nèi)说拿�字，這里預(yù)先檢查了名字是否合法

{

if( str == "" )

 return;

Name = name;

}

 unsigned GetAge( void ){ return Age; }//得到人的年齡

 void SetAge( unsigned age )//改變?nèi)说哪挲g，由于員工50歲就退休了，所以50以下的才合法

{

if( age >= 50 )

 return;

Age = age;

}

 SexType GetSex( void ){ return Sex; } //得到人的性別

 Void SetSex( SexType sex ){ Sex = sex }//改變?nèi)说男詣e

};

class Accountant;

class Employee : public Man{

private:

 unsigned ID;//工號(hào)

protected://雖然要加以保護(hù)，但是他的后繼類(lèi)財(cái)會(huì)要操作的

 unsigned Pay; //工資

public:

 unsigned GetID( void );//取得工號(hào)

 void SetID( unsigned );//改變工號(hào)

 unsigned GetPay( void ){ return Pay; }//察看工資

friend class Accountant;//由于財(cái)會(huì)能夠修改所有員工的工資，所以要將訪問(wèn)權(quán)信托給財(cái)會(huì)

};

class Accountant : public Employee{

public:

 void SetPay( unsigned pay ){ Pay = pay; } //改變自己的工資

 void SetPay( Employee * man , unsigned pay ){ man->Pay = pay; }; //改變別人的工資

};

當(dāng)然這是經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)后的封裝，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，正因?yàn)橐婚_(kāi)始細(xì)心的分析，才使得設(shè)計(jì)可以輕松自如，歸根結(jié)底是由于思想正確，好了，封裝是一種思想，我們現(xiàn)在將他體現(xiàn)了出來(lái)。

再看這個(gè)例子里，工資的類(lèi)型是unsigned，非負(fù)整數(shù)，呵呵，大家都不愿意到工資為負(fù)的公司工作吧，這里簡(jiǎn)化問(wèn)題是從人們的慣例的角度出發(fā)的，如果你的老板考慮工資為負(fù)的情況，那么…^_^

現(xiàn)在一個(gè)粗心的財(cái)會(huì)不小心改錯(cuò)了，他多敲了一個(gè)0，哇歐，請(qǐng)客請(qǐng)客，但這個(gè)財(cái)會(huì)可就慘了，這樣的好事不會(huì)發(fā)生，不準(zhǔn)發(fā)生，老板青著臉狂吼著。

設(shè)計(jì)不得不加上一個(gè)工資的上限，沒(méi)辦法啦，現(xiàn)在國(guó)家規(guī)定的嗎。

class Accountant : public Employee{

 enum MaxPay{ MAXPAY = 8000 };

public:

 void SetPay( unsigned pay )

{

if( pay > MAXPAY )

 return;

Pay = pay;

}

 void SetPay( Employee * man , unsigned pay )

{

if( pay > MAXPAY )

 return;

man->Pay = pay;

}

};

可以看出封裝的作用就是減少出錯(cuò)的可能，方便靈活的運(yùn)用類(lèi)型

在上面的例子里我們看到，類(lèi)class是由一些變量和函數(shù)組成的，這些變量和函數(shù)是類(lèi)的一部分，我們稱(chēng)之為成員，變量就是成員變量，函數(shù)當(dāng)然就叫成員函數(shù)了。為什么要這樣呢，我們考慮一下，事物是由物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)組成的，表現(xiàn)物質(zhì)的一面我們通常描述他的一些屬性，即他擁有什么，表現(xiàn)一個(gè)運(yùn)動(dòng)我們通常使用一個(gè)過(guò)程，要將一個(gè)事物的信息描述清楚就需要這兩樣?xùn)|西。在長(zhǎng)期的實(shí)踐中程序員達(dá)成一個(gè)共識(shí)，將事物的特性（也就是它擁有的）稱(chēng)之為屬性，他能夠產(chǎn)生的行為稱(chēng)之為方法，數(shù)字化以后就是成員變量和成員函數(shù)，他們的組成的整體就是類(lèi)（類(lèi)型），這個(gè)類(lèi)型將作為一個(gè)單獨(dú)的節(jié)點(diǎn)考慮，就像例子中的Man，我們不會(huì)說(shuō)這是一個(gè)姓名，年齡等等的組合體，而是將他作為一個(gè)類(lèi)--class Man考慮，從而簡(jiǎn)化了問(wèn)題。細(xì)小的事物組合成大的事物，大的事物組合成更大的事物，這樣下去，再大難題也可以化作小模塊來(lái)處理，這正是封裝誘人的地方和他的使命。

需要補(bǔ)充的是，既然我們把數(shù)據(jù)保護(hù)起來(lái)，那么如何讓用戶(hù)訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)就是一個(gè)問(wèn)題了，在上面的例子中看出public:申明的方法，用戶(hù)是可以使用的，而我們正是通過(guò)這些方法將數(shù)據(jù)的信息告訴使用者，這里我們將描述方法的部分就叫做接口（在C++里，就是類(lèi)中成員函數(shù)的聲明，用戶(hù)一般只對(duì)public:部分的接口感興趣，所以有人建議將public:部分的內(nèi)容寫(xiě)在顯眼的地方，比如靠類(lèi)的頂部），也有人說(shuō)是界面，也就是類(lèi)和外界溝通和交流使用的渠道，所以接口是很重要的，他直接關(guān)系到你的類(lèi)使用的方面。

而使用者使用類(lèi)的某個(gè)接口的時(shí)候就象是通知這個(gè)類(lèi)型使用某個(gè)行為，就象是傳遞一個(gè)消息給他一樣，我們把使用接口稱(chēng)之為傳遞消息，而類(lèi)被調(diào)用方法稱(chēng)之為接受消息。

現(xiàn)在我們可以出定義：封裝就是將事物的內(nèi)容和行為都隱藏在實(shí)現(xiàn)里，用戶(hù)不需要知道其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，這是大量程序員反復(fù)勞動(dòng)后得出的一致結(jié)論。這樣的好處就是使用方便，易于維護(hù)，任何一樣都可以使程序員為之心動(dòng)。當(dāng)然我們不能保證高效，但是不意味著使用封裝就沒(méi)有高效的可能，如果在封裝的基礎(chǔ)上保證高效的話，我實(shí)在找不出理由來(lái)拒絕他。