信息隐藏

本课属于 Coddy C++ 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 36 课，共 104 课。

信息隐藏不仅仅是使用访问修饰符。它是一种设计原则，要求你不仅隐藏数据，还要隐藏类内部的实现细节。

目标是只公开类的使用者需要了解的内容，同时隐藏其他所有内容。这样，你就可以更改内部实现，而不会影响使用这个类的代码：

class Temperature {
    double kelvin;    // 内部表示，隐藏的实现细节
    
public:
    void setCelsius(double c) {
        kelvin = c + 273.15;    // 转换过程对用户隐藏
    }
    
    double getCelsius() const {
        return kelvin - 273.15;
    }
    
    double getFahrenheit() const {
        return (kelvin - 273.15) * 9.0/5.0 + 32;
    }
};

这个类的用户不知道（也不需要知道）温度在内部以开尔文存储。如果你之后决定改用摄氏度存储，只需更改私有实现，公共接口保持不变。

这种将接口与实现分离的做法有几个好处：它降低了类用户的使用复杂度，避免内部数据被意外误用，也让代码更容易维护。隐藏内部细节后，你可以自由地优化或重构，而不会破坏依赖于你的类的现有代码。

挑战

简单

我们来创建一个 Distance 类，通过在内部以厘米存储距离来演示信息隐藏，同时提供简洁的接口，让你可以使用不同的单位。使用这个类的人不需要知道（也不必关心）距离在内部是如何存储的，他们只需使用方便的单位即可。

你将创建两个文件来组织代码：

Distance.h：定义一个 Distance 类，隐藏内部表示形式，同时提供灵活的公共接口。在内部，以厘米（使用 double）存储距离。这是隐藏的实现细节。公共接口应允许用户：
- 使用 setMeters(double m)、setCentimeters(double cm) 或 setKilometers(double km) 设置距离
- 使用 getMeters()、getCentimeters() 或 getKilometers() 获取距离：它们都应是 const 方法
- 使用 add(const Distance& other) 将两个距离相加，并返回一个新的 Distance 对象
添加一个默认构造函数，将距离初始化为零。转换逻辑应隐藏在方法中：用户只需调用 setKilometers(5) 和 getMeters()，无需担心内部存储格式。
main.cpp：演示用户无需了解内部表示形式，也能使用这个类。从输入中读取两个距离值：第一个以米为单位，第二个以千米为单位。然后：
- 创建一个 Distance 对象，并使用以米为单位的值设置它
- 打印 "In meters: <value> m"
- 打印 "In centimeters: <value> cm"
- 打印 "In kilometers: <value> km"
- 创建第二个 Distance 对象，并使用以千米为单位的值设置它
- 将两个距离相加并保存结果
- 打印 "Combined in meters: <value> m"

信息隐藏的妙处在于，你以后可以将内部存储单位从厘米改为毫米（或其他单位），而无需更改用户与这个类交互的方式。即使实现发生变化，公共接口也能保持稳定。

使用 <iomanip> 中的 std::fixed 和 std::setprecision(2) 将所有输出值格式化为两位小数。使用 std::stod() 将输入字符串转换为双精度浮点数。

换算参考：1 米 = 100 厘米，1 千米 = 1000 米。

亲手试试

#include <iostream>
#include <string>
#include <iomanip>
#include "Distance.h"

using namespace std;

int main() {
    // 读取输入值
    string metersInput, kmInput;
    cin >> metersInput;  // 第一个值，单位为米
    cin >> kmInput;      // 第二个值，单位为千米
    
    // 使用 std::stod() 将字符串转换为 double 类型
    double metersValue = stod(metersInput);
    double kmValue = stod(kmInput);
    
    // 设置输出格式
    cout << fixed << setprecision(2);
    
    // TODO: 创建第一个 Distance 对象，并用米数值设置它
    
    // TODO: 输出 "In meters: <value> m"
    
    // TODO: 输出 "In centimeters: <value> cm"
    
    // TODO: 输出 "In kilometers: <value> km"
    
    // TODO: 创建第二个 Distance 对象，并用千米数值设置它
    
    // TODO: 使用 add() 方法将两个距离相加
    
    // TODO: 输出 "Combined in meters: <value> m"
    
    return 0;
}

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