快速理解类的访问控制(public,protected,private)

Dear 丶 2022-08-05 08:43 177阅读 0赞

接触过面向对象编程的朋友们都知道类中的访问控制符无非有三个，public, protected, private。

理解他就先从期望他达到的效果先说吧

Public: 使成员对于整个程序内（类内类外）都是可以访问的

Protected: 使派生类也可以访问其数据，但是又不想让其他的函数或类进行访问

Private: 只有他所在类的成员函数可以访问

在没有继承这一概念前，我们先只研究public与private就够了。

简单说，private实现的就是一种封装，让类的对象（C++primer里面叫类的用户）不能直接访问，而public让成员可以被程序的任何地方访问到。

比如：

class Base
    {
       public：
          char a=’a’；
           ChangeB(charmychar){return  b= mychar };
          enum num{
           E_a,
           E_b
    }
    private：
        char b=’b’；
    }
    Base base1；
    base1.a=’2’;//正确
    base1.b=’2’;//错误，不能访问私有成员
    base1.Show();//正确，实现了封装
    Base:: num print(int tnum) //public 可以直接通过作用域访问
    {
     if(tnum==1)  return E_a;
    }

下面谈一下protected，在此之前简单说一下继承：定义相似的类型结构并以此进行建模，可以使设计的数据结构清晰易懂，同时可以实现封装和多态。简单举例来说，有一个动物的类型，里面包括老虎，狮子，猴子等，那可以把动物看做一个基类，猴子等看做一个派生类，猴子继承于动物类，可以实现更多更丰富的操作。其他有关继承概念的不在赘述~

Protected理解上就是private和public的中和，与private相似的是同样不能被类的对象（类的用户）访问，但是可以被派生类和友元访问。

下面有一个关于protected的比较难理解的结论：

派生类的成员或友元只能通过派生类对象来访问基类的受保护对象（即protected对象）。派生类对于一个基类对象中的受保护成员没有任何访问特权。

要解释这句话，首先要理解继承的机制，当一个派生类继承一个基类的时候，他就同时继承下来了基类的成员变量，也就是说这个类对象里面包含的不仅仅是自己的成员变量，还有基类的，而派生类构造的时候也要先执行基类的构造函数。

上面的”通过派生类对象来访问基类的受保护对象”意思就是可以通过基类的派生类对象访问该protected成员，因为派生类中包含基类的protected成员（继承下来的）。但是不可以直接通过访问基类对象来访问protected对象。下面举个例子：

class Base
    {
      protected：
          char a=’a’；
    }
    class Son: public Base
    {
       voidprintBase(Base &b)
    {
      b.a=’1’;           ///错误，不能直接通过类访问protected成员
    }
       voidprintSon(Son &s)
       {
         s.a=’2’;
       }
    }

了解了类中作用域的访问控制，再看一下公有，私有，受保护的继承：

class Base
    {
      public：
          char a=’a’；
          changeB(char mychar){return  b= mychar};
      protected：
           charb=’b’;
    private：
        char c=’c’；
    }
    struct  Son1:public Base
    {
       CharreturnC(){ return c;}  错误，私有变量只有类内部成员可以访问
       CharreturnB(){ return b;}
       CharreturnA(){ return a;}
    }
    struct  Son2:private Base
    {
       charreturnC(){ return c;}  错误，私有变量只有类内部成员可以访问
       charreturnB(){ return b;}  //private继承不影响派生类对基类的访问权限
       charreturnA(){ return a;}
    }
    Son1 s1；
    Son2 s2；
    s1.returnA(); //正确，a在派生类Son1中是public的
    s2.returnA(); //错误，a在派生类Son2中是privat的

这里要知道的是，派生类的继承访问控制影响的是派生类中成员的访问权限，不影响派生类访问基类的权限。也就是说，基类的访问控制没有变化，而派生类可以理解成下面这样~

struct  Son1:public Base
    {
      public：
          char a=’a’；
      protected：
          char b=’b’;
    }
    struct  Son2:private Base
    {
    private：
    chara=’a’；
         char b=’b’;
    }

所以，这时候son1的对象（用户）可以访问到a，但是son2的对象不能访问到a了。

可以把这个理解为 public继承原来的访问权限都不变，protected继承就’降级’，private就变为都是私有的。

如果细心的话可能注意到两点疑问：

1.      为什么我的Son1和Son2里面没有写char c？

2.      Struct继承class如何理解？

答1：我们知道，子类根本没有权限访问父类的private，所以派生类根本就没有c这个字符串。（不过我理解可能调用基类构造函数的时候也初始化了c，然而被隐藏起来）

答2：struct和class在C++中都可以是类声明的关键字，实质上没有什么差别。唯一的区别就是struct类中的成员默认是public的。而class内的成员默认是private的。当然，我们平时也可以把struct当成c语言中的结构体来使用。

补充：假设a继承于b

1只有a公共的继承基类时，用户代码才能使用派生类向基类转换。

2 a如果是公共继承或受保护继承的，则a的派生类的成员可以使用a到b的类型转换