一、數據抽象
即，只向外界提供關鍵信息，並隱藏其后台的實現細節 ———— 一種依賴於接口和實現分離的編程（設計）技術
例如，程序可以調用 sort() 函數，而不需要知道函數中排序數據所用到的算法
c++ 中，我們使用類來定義我們自己的抽象數據類型（ADT）。您可以使用類 iostream 的 cout 對象來輸出數據到標准輸出
#include <iostream> using namespace std; int main( ) { cout << "Hello C++" <<endl; return 0; }
而不需要理解 cout 是如何在用戶的屏幕上顯示文本。您只需要知道公共接口即可，cout 的底層實現可以自由改變
（1）訪問標簽 強制抽象
我們使用訪問標簽來定義類的抽象接口。一個類可以包含零個或多個訪問標簽：
- 使用公共標簽定義的成員都可以訪問該程序的所有部分。一個類型的數據抽象視圖是由它的公共成員來定義的。
- 使用私有標簽定義的成員無法訪問到使用類的代碼。私有部分對使用類型的代碼隱藏了實現細節。
訪問標簽出現的頻率沒有限制。每個訪問標簽指定了緊隨其后的成員定義的訪問級別。指定的訪問級別會一直有效，直到遇到下一個訪問標簽或者遇到類主體的關閉右括號為止。
（2）數據抽象的好處
兩個重要的優勢：
- 類的內部受到保護，不會因無意的用戶級錯誤導致對象狀態受損。
- 類實現可能隨着時間的推移而發生變化，以便應對不斷變化的需求，或者應對那些要求不改變用戶級代碼的錯誤報告。
如果只在類的私有部分定義數據成員，編寫該類的作者就可以隨意更改數據。如果實現發生改變，則只需要檢查類的代碼，看看這個改變會導致哪些影響。如果數據是公有的，則任何直接訪問舊表示形式的數據成員的函數都可能受到影響。
c++中任何帶有公有和私有成員的類都可以作為數據抽象的實例：
#include <iostream> using namespace std; class Adder{ public: // 構造函數 Adder(int i = 0) { total = i; } // 對外的接口 void addNum(int number) { total += number; } // 對外的接口 int getTotal() { return total; }; private: // 對外隱藏的數據 int total; }; int main( ) { Adder a; a.addNum(10); a.addNum(20); a.addNum(30); cout << "Total " << a.getTotal() <<endl; return 0; }
結果：
Total 60
上面的類把數字相加，並返回總和。公有成員 addNum 和 getTotal 是對外的接口，用戶需要知道它們以便使用類。私有成員 total 是用戶不需要了解的，但又是類能正常工作所必需的。
（3）設計策略
抽象把代碼分離為接口和實現。所以在設計組件時，必須保持接口獨立於實現，這樣，如果改變底層實現，接口也將保持不變。
在這種情況下，不管任何程序使用接口，接口都不會受到影響，只需要將最新的實現重新編譯即可。
二、封裝
封裝是面向對象編程中的把數據和操作數據的函數綁定在一起的一個概念，這樣能避免受到外界的干擾和誤用，從而確保了安全。數據封裝引申出了另一個重要的 OOP 概念，即數據隱藏。
數據封裝是一種把數據和操作數據的函數捆綁在一起的機制，數據抽象是一種僅向用戶暴露接口而把具體的實現細節隱藏起來的機制。
C++ 通過創建類來支持封裝和數據隱藏（public、protected、private）。我們已經知道，類包含私有成員（private）、保護成員（protected）和公有成員（public）成員。
默認情況下，在類中定義的所有項目都是私有的。例如：
class Box { public: double getVolume(void) { return length * breadth * height; } private: double length; // 長度 double breadth; // 寬度 double height; // 高度 };
變量 length、breadth 和 height 都是私有的（private）。這意味着它們只能被 Box 類中的其他成員訪問，而不能被程序中其他部分訪問。這是實現封裝的一種方式。
實例：任何帶有公有和私有成員的類都可以作為數據封裝和數據抽象的實例
#include <iostream> using namespace std; class Adder{ public: // 構造函數 Adder(int i = 0) { total = i; } // 對外的接口 void addNum(int number) { total += number; } // 對外的接口 int getTotal() { return total; }; private: // 對外隱藏的數據 int total; }; int main( ) { Adder a; a.addNum(10); a.addNum(20); a.addNum(30); cout << "Total " << a.getTotal() <<endl; return 0; }
結果：
Total 60
上面的類把數字相加，並返回總和。公有成員 addNum 和 getTotal 是對外的接口，用戶需要知道它們以便使用類。私有成員 total 是對外隱藏的，用戶不需要了解它，但它又是類能正常工作所必需的。
設計策略
通常情況下，我們都會設置類成員狀態為私有（private），除非我們真的需要將其暴露，這樣才能保證良好的封裝性。
這通常應用於數據成員，但它同樣適用於所有成員，包括虛函數。
三、接口
接口描述了類的行為和功能，而不需要完成類的特定實現。
C++ 接口是使用抽象類來實現的，抽象類與數據抽象互不混淆，數據抽象是一個把實現細節與相關的數據分離開的概念。
如果類中至少有一個函數被聲明為純虛函數，則這個類就是抽象類。純虛函數是通過在聲明中使用 "= 0" 來指定的，如下所示：
class Box { public: // 純虛函數 virtual double getVolume() = 0; private: double length; // 長度 double breadth; // 寬度 double height; // 高度 };
設計抽象類（通常稱為 ABC）的目的，是為了給其他類提供一個可以繼承的適當的基類。抽象類不能被用於實例化對象，它只能作為接口使用。如果試圖實例化一個抽象類的對象，會導致編譯錯誤。
因此，如果一個 ABC 的子類需要被實例化，則必須實現每個虛函數，這也意味着 C++ 支持使用 ABC 聲明接口。如果沒有在派生類中重寫純虛函數，就嘗試實例化該類的對象，會導致編譯錯誤。
可用於實例化對象的類被稱為具體類。
#include <iostream> using namespace std; // 基類 class Shape { public: // 提供接口框架的純虛函數 virtual int getArea() = 0; void setWidth(int w) { width = w; } void setHeight(int h) { height = h; } protected: int width; int height; }; // 派生類 class Rectangle: public Shape { public: int getArea() { return (width * height); } }; class Triangle: public Shape { public: int getArea() { return (width * height)/2; } }; int main(void) { Rectangle Rect; Triangle Tri; Rect.setWidth(5); Rect.setHeight(7); // 輸出對象的面積 cout << "Total Rectangle area: " << Rect.getArea() << endl; Tri.setWidth(5); Tri.setHeight(7); // 輸出對象的面積 cout << "Total Triangle area: " << Tri.getArea() << endl; return 0; }
結果：
Total Rectangle area: 35 Total Triangle area: 17
設計策略
面向對象的系統可能會使用一個抽象基類為所有的外部應用程序提供一個適當的、通用的、標准化的接口。然后，派生類通過繼承抽象基類，就把所有類似的操作都繼承下來。
外部應用程序提供的功能（即公有函數）在抽象基類中是以純虛函數的形式存在的。這些純虛函數在相應的派生類中被實現。
這個架構也使得新的應用程序可以很容易地被添加到系統中，即使是在系統被定義之后依然可以如此。