实现Vehicle类的不同版本理解封装

实现Vehicle类的不同版本理解封装

版本一

没有数据隐藏的类

创建一个Vehicle 类实现上面的 UML 类图。

• 含有两个 public 属性：

属性	解释
load	车辆当前载货量
maxLoad	车辆最大载货量

• 含有一个公有的构造函数用于初始化最大载货量属性 maxLoamaxLoad。

• 含有两个公有的函数：

权限	数据类型	方法名	备注
public	double	getLoad()	用于得到当前的载货量
public	double	getMaxLoad()	用于取得最大载货量

（注意：所有的数据都是假定以千克（kilograms）作为单位的。

在这个版本的Vehicle类中，你将把所有成员的属性设置为 public，这样在下面测试程序 TestVehicle1 中可以直接访问这些成员。

Vehicle实现类：

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

class Vehicle {
public:
    double load;
    double maxLoad;
    Vehicle(double max_load) : maxLoad(max_load), load(0.0) {}
    double getLoad() const { return load; }
    double getMaxLoad() const { return maxLoad; }
};

int main() {
    Vehicle vehicle(10000.0);
    cout << "Add box #1 (500kg)" << endl;
    vehicle.load += 500.0;
    cout << "Add box #2 (250)" << endl;
    vehicle.load += 250.0;
    cout << "Add box #3 (5000)" << endl;
    vehicle.load += 5000.0;
    cout << "Add box #4 (4000)" << endl;
    vehicle.load += 4000.0;
    cout << "Add box #5 (300)" << endl;
    vehicle.load += 300.0;
    cout << "Vehicle load is " << fixed << setprecision(1) << vehicle.getLoad() << " kg" << endl;
    return 0;
}

总结与反思

从程序的运行结果来看，你发现了什么问题？思考如何才能避免？

一遍过的 暂时没有需要注意的. 结果输出需要使用浮点格式 fixed << setprecision(1)

版本二：

基本数据隐藏

为了解决第一个版本中的问题，你应该隐藏类中的数据成员(load 和maxLoad) 并且提供一个方法addBox, 来检查车辆是否会发生超载。

创建一个 Vehicle 类实现上面的UML类图。

1. 把 load 和 maxLoad 属性修改为 private（私有的）。

2. 添加 addBox 方法。

   public boolean addBox(double weight); //参数为所加箱子重量

   这个方法必须检查加上一个箱子后是否会超过车辆的最大载货量。如果超过了， 应该拒绝装载这个箱子并返回 false；否则把箱子加到车上并返回 true。 注意：所有的数据都是假定以千克（kilograms）作为单位的。

Vehicle实现类：

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

class Vehicle {
private:
    double load; 
    double maxLoad;  

public:
    Vehicle(double max_load) : maxLoad(max_load), load(0.0) {}

    double getLoad() const {
        return load;
    }

    double getMaxLoad() const {
        return maxLoad;
    }

    bool addBox(double weight) {
        if (load + weight > maxLoad) {
            return false; 
        } else {
            load += weight;  
            return true;
        }
    }
};

int main() {
    Vehicle vehicle(10000.0);

    cout << "Add box #1 (500kg)" << vehicle.addBox(500.0) << endl;
    cout << "Add box #1 (250kg)" << vehicle.addBox(250.0) << endl;
    cout << "Add box #1 (5000kg)" << vehicle.addBox(5000.0) << endl;
    cout << "Add box #1 (4000kg)" << vehicle.addBox(4000.0) << endl;
    cout << "Add box #1 (300kg)" << vehicle.addBox(300.0) << endl;
    
    cout << "Vehicle load is " << fixed << setprecision(1) << vehicle.getLoad() << " kg" << endl;
    return 0;
}

版本三

现在假设你将要作一些关于车辆发动机和轮胎等磨损的计算，这些计算使 用牛顿表示的重量。

创建一个Vehicle 类实现上面的 UML 类图。

修改构造方法，getLoad(), getMaxLoad(), 和 addBox() 方法，使它们使用一个从千克
到牛顿的相互转换。你可以定义下面的私有方法：

private double kiloToNewts(double weight) { ...... };
private double newtsToKilo(double weight) { ...... };

注意 vehicle 对象的内部数据是以牛顿为单位的，而外部数据（在方法中传递的参数）还是以千克为单位 。

Vehicle 类的实现代码

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

class Vehicle {
   private:
    double load;
    double maxLoad;

    double kiloToNewts(double weight) const {
        return weight * 9.81;
    }

    double newtsToKilo(double weight) const {
        return weight / 9.81;
    }

   public:
    Vehicle(double max_load) : maxLoad(max_load), load(0.0) {}

    double getLoad() const {
        return load;
    }

    double getMaxLoad() const {
        return maxLoad;
    }

    bool addBox(double weight) {
        double weightInNewts = kiloToNewts(weight);
        if (load + weightInNewts > maxLoad) {
            return false;
        } else {
            load += weightInNewts;
            return true;
        }
    }

    double newtsToKilo(double weight)  {
        return weight / 9.81;
    }

    double kiloToNewts(double weight)  {
        return weight * 9.81;
    }
};

int main() {
    Vehicle vehicle(10000.0);

    cout << "Add box #1 (500kg)" << vehicle.addBox(500.0) << endl;
    cout << "Add box #1 (250kg)" << vehicle.addBox(250.0) << endl;
    cout << "Add box #1 (5000kg)" << vehicle.addBox(5000.0) << endl;
    cout << "Add box #1 (4000kg)" << vehicle.addBox(4000.0) << endl;
    cout << "Add box #1 (300kg)" << vehicle.addBox(300.0) << endl;

    cout << "Vehicle load is " << fixed << setprecision(1) << vehicle.getLoad() << " kg" << endl;
    return 0;
}

程序运行结果:

Add box #1 (500kg)1
Add box #1 (250kg)1
Add box #1 (5000kg)0
Add box #1 (4000kg)0
Add box #1 (300kg)0
Vehicle load is 7357.5 kg

对 Vehicle 类的第二个和第三个版本采用相同的测试代码，输出的结果有没有发生变化？从代码可维护性的角度谈谈封装的好处。

浅谈封装的好处：

• 信息隐藏

  封装可以隐藏内部的具体细节， 消费者只需要调用生产者内部接口，消费者不参与服务内部的实现过程。

• 简化接口

  封装后可以简化接口类的设计。即使的方法实现多么复杂，外部的接口依旧可以保持简单的接口调用。

• 易拓展性

  通过对接口的的抽象定义，可以实现对后期服务的拓展和维护。抽丝剥茧将程序的结构高度保持高内聚、低耦合的特性，方便协同开发。