C/C++基础知识复习（45）

1) C++ 中面向对象编程如何实现数据隐藏？

在 C++ 中，数据隐藏是通过将类的成员变量和方法的访问权限控制起来实现的。通常，数据隐藏是通过使用 访问控制 机制来实现的，C++ 提供了三种访问控制修饰符：

• private: 使成员变量和成员函数只能在类的内部访问，外部无法直接访问。这是实现数据隐藏的主要方式。
• protected: 使成员变量和成员函数在当前类和派生类中可以访问，但外部代码无法访问。
• public: 使成员变量和成员函数可以被类的外部直接访问。

通过将类的内部数据（如成员变量）声明为 private 或 protected，并通过 public 成员函数来提供对这些数据的间接访问，我们可以有效地隐藏类的内部实现细节，从而实现数据封装和数据隐藏。

示例代码：

#include <iostream> 
using namespace std; 
class Account { 
private: double balance; // 余额是私有的，外部无法直接访问 
public: // 构造函数 Account(double initial_balance) { 
if (initial_balance >= 0) { 
balance = initial_balance; 
} 
else { 
balance = 0; 
cout << "Initial balance must be positive." << endl; 
} } // 提供公共方法来访问和修改余额 
void deposit(double amount) { 
if (amount > 0) { 
balance += amount; 
} } 
void withdraw(double amount) { 
if (amount > 0 && amount <= balance) { 
balance -= amount; 
} else { 
cout << "Invalid withdrawal amount." << endl; 
} } 
double getBalance() const { 
return balance; 
} }; 
int main() { 
Account myAccount(1000); 
myAccount.deposit(500); 
cout << "Balance: " << myAccount.getBalance() << endl; 
myAccount.withdraw(300); 
cout << "Balance after withdrawal: " << myAccount.getBalance() << endl; return 0; 
}

在上面的例子中，balance 是私有的，外部无法直接访问。通过 deposit、withdraw 和 getBalance 等公有函数来访问和修改 balance，这样就隐藏了类的实现细节，防止了外部直接修改余额的风险。

2) C++ 中面向对象编程如何处理异常？

C++ 使用 异常处理机制（Exception Handling）来处理程序运行过程中可能出现的错误。异常机制通过 try、throw 和 catch 语句实现。

• try 块：包含可能抛出异常的代码。
• throw 语句：用于抛出异常。
• catch 块：捕获并处理异常。

在面向对象编程中，异常处理通常涉及到抛出和捕获自定义的异常类。C++ 允许开发者定义自己的异常类型，并且可以通过继承标准异常类（如 std::exception）来创建特定类型的异常。

示例代码：

#include <iostream> 
#include <stdexcept> // 引入标准异常类 
using namespace std; 
// 自定义异常类 
class InsufficientFundsException : public exception { 
public: const char* what() const noexcept override { 
return "Insufficient funds in the account!"; 
} }; 
class Account { 
private: double balance; 
public: Account(double initial_balance) { 
if (initial_balance < 0) { 
throw invalid_argument("Initial balance cannot be negative."); 
}
balance = initial_balance; 
} 
void deposit(double amount) { 
if (amount <= 0) { throw invalid_argument("Deposit amount must be positive."); 
} 
balance += amount; 
} 
void withdraw(double amount) { 
if (amount > balance) { 
throw InsufficientFundsException(); // 抛出自定义异常 
} 
balance -= amount; 
} 
double getBalance() const { 
return balance; } }; int main() { 
try { Account myAccount(500); myAccount.deposit(200);
myAccount.withdraw(800); // 这将抛出异常 
} 
catch (const InsufficientFundsException& e) { 
cout << "Error: " << e.what() << endl; } catch (const exception& e) { 
cout << "Standard Exception: " << e.what() << endl; 
} 
catch (...) { 
cout << "Unknown exception occurred." << endl; } return 0; 
}

关键点：

1. 异常抛出：当 withdraw 方法检测到余额不足时，抛出了 InsufficientFundsException 异常。
2. 异常捕获：使用 catch 块捕获特定的异常类型。可以根据不同的异常类型执行不同的处理逻辑。
3. 标准异常类：C++ 标准库提供了许多预定义的异常类，如 std::invalid_argument、std::out_of_range、std::runtime_error 等，通常会继承自 std::exception。

总结：

• 数据隐藏：通过使用 private 或 protected 访问修饰符，并通过 public 方法进行数据访问和操作来实现。
• 异常处理：通过 try、throw 和 catch 来处理异常，能够捕获并处理程序中的错误。可以使用标准异常类或自定义异常类来表达不同的错误情况。