蓝桥杯c++：类的封装与继承原理

# 1. 面向对象编程基础

在本章中，我们将介绍面向对象编程的基础知识，包括为什么选择C++进行蓝桥杯比赛、类与对象的概念以及C++中的面向对象编程特性。

### 1.1 为什么选择C++进行蓝桥杯比赛
在蓝桥杯比赛中，C++是一种被广泛应用的编程语言，具有以下优势：
- C++具备良好的性能和效率，适合解决复杂的问题和算法。
- C++支持面向对象编程的特性，能够更好地组织和管理代码。
- C++拥有丰富的标准库和生态系统，提供了丰富的工具和资源。

### 1.2 类与对象的概念
- **类**：类是对一类对象共同特征和行为的抽象描述，定义了对象共同的属性和方法。
- **对象**：对象是类的具体实例，具有类定义的属性和行为。

### 1.3 C++中的面向对象编程特性
在C++中，面向对象编程具有以下特性：
- **封装**：将数据和行为封装在类中，提高了代码的安全性和可维护性。
- **继承**：通过继承机制，实现代码的复用和扩展。
- **多态**：通过多态性，实现不同对象对同一消息的不同响应。

通过学习本章内容，读者将建立起对面向对象编程基础的扎实理解，为后续深入学习类的封装和继承打下坚实的基础。

# 2. 类的封装

#### 2.1 类的定义与声明

在面向对象编程中，类是一种抽象数据类型，它定义了一种数据结构以及对这种数据结构上的操作。以下是一个简单的类声明和定义的示例：

// 类声明
class Student {
public:
    // 成员函数声明
    void setName(const std::string& name);
    std::string getName() const;

private:
    std::string name;
};

// 类定义
void Student::setName(const std::string& name) {
    this->name = name;
}

std::string Student::getName() const {
    return this->name;
}

#### 2.2 成员变量与成员函数的封装

在类中，成员变量和成员函数可以设置不同的访问权限，通常分为 `public`、`private` 和 `protected`。下表总结了它们的区别：

| 访问权限 | 可访问范围 | 示例 |
|------------|----------------------------|--------------------------------------------------------------|
| public | 类内部、类外部均可访问 | `public: int age;` |
| private | 仅类内部可访问 | `private: std::string name;` |
| protected | 类及其派生类内部可访问 | `protected: int score;` |

#### 2.3 访问权限控制

访问权限的控制旨在实现信息隐藏和封装，确保类的数据不被直接访问和修改，而必须通过类提供的接口进行操作。这样可以有效降低类的耦合度，增加类的灵活性和安全性。

graph LR
    A[类的成员变量和成员函数] --> B{访问权限}
    B --> C[public]
    B --> D[private]
    B --> E[protected]
    C --> F{类内部可访问}
    D --> G{仅类内部可访问}
    E --> H{类及其派生类内部可访问}

# 3. 类的继承

#### 3.1 继承的基本概念
继承是面向对象编程中的重要概念，通过继承，子类可以直接共享父类的属性和方法。在C++中，通过关键字`class`来实现继承关系，具体语法为：

class Parent {
    // 父类的成员和方法
};

class Child : public Parent {
    // 子类继承父类的成员和方法
};

#### 3.2 派生类的定义与声明
在C++中，子类（派生类）可以覆盖父类（基类）的方法，也可以增加新的方法。下面是一个简单的示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 父类
class Shape {
public:
    void setWidth(int w) {
        width = w;
    }
    void setHeight(int h) {
        height = h;
    }

protected:
    int width;
    int height;
};

// 子类
class Rectangle : public Shape {
public:
    int getArea() {
        return (width * height);
    }
};

int main() {
    Rectangle rect;
    rect.setWidth(5);
    rect.setHeight(10);

    cout << "Area: " << rect.getArea() << endl;

    return 0;
}

#### 3.3 基类与派生类之间的关系
基类与派生类之间的关系可以通过一个简单的表格来描述：

| 基类（父类） | 派生类（子类） |
|--------------------------------|---