面向对象编程：类与对象的访问权限和封装

在第3单元的类与对象主题中，学习的核心内容围绕着面向对象编程（Object-Oriented Programming，OO）的概念和实践。这部分首先介绍了面向对象技术的基本概念，包括其起源和发展历程，以及结构化和面向对象两种程序设计方法的对比。面向对象的优势在于高内聚、低耦合，使得代码更具可读性和维护性，同时支持数据和算法的分离，有助于复用和降低成本。 类和对象是OO编程的核心概念。类是一种抽象，它定义了对象的共同属性（如Rect类中的x和y坐标）和行为（如set、peri和area方法）。类的成员分为三种访问权限：public（对外部接口开放，允许外部访问）、private（仅限于类内部访问，可省略默认为private）和protected（本类及派生类可访问），体现了封装性，有助于增强代码的安全性和独立性。 在类的定义中，例如矩形类Rect，我们看到成员函数如何直接访问数据成员。这体现了类封装的原则，即通常将数据隐藏起来，通过公共接口（如set和获取方法）进行操作，以避免在public接口中暴露过多的内部细节。类的封装有助于维护稳定性和安全性，同时促进接口设计的完整性，尽可能减少直接暴露的成员变量。 此外，类还涉及到构造函数（用于创建对象）和析构函数（对象销毁时执行的清理操作），以及类与指针的关系。类的三大特性——封装、继承和多态，是面向对象编程的关键。封装通过定义类的边界和接口来实现，使代码模块化，便于复用；继承允许子类继承父类的属性和行为，支持单继承或多继承；多态则允许不同类型的对象以统一的方式响应相同的函数调用，通过函数重载和运算符重载，以及虚函数实现动态绑定。 类与对象的关系可以这样理解：类是对现实世界中的某个概念或实体的抽象，而对象则是这个类的具体实例。例如，水果是一个类，苹果是一个该类的实例。通过这些概念，面向对象编程能够更有效地模拟和管理复杂系统，应用于各种领域，如数据库、系统模拟、人机交互、人工智能等。 第3单元的类与对象内容深入剖析了面向对象编程的基础理论和实践技巧，强调了类的设计原则和对象的创建、使用以及其在实际项目中的应用价值。掌握这些概念和机制对于理解和构建高质量的软件系统至关重要。