C++ 类访问控制public/private/protected

摘要：本文是从饮水思源BBS C/C++版上一篇帖子引发的思考。当时看到帖子，突然觉得平时见惯了的，在这里似乎变得陌生了，究竟访问控制符怎样起作用，怎样使用，该怎样理解，本文试图给出讨论。

    访问权限是类级的，而不是对象级的。c++的限定符是限定类的，不是限定对象的，只要是类型相同就能相互访问，在类中（在类内部），即在类的成员函数中，也即针对类级，同类的对象就可以相互访问。
原帖如下
 1 #include <IOSTREAM>

 2 using namespace std;

 3 

 4 class A{

 5 public:

 6     A(int i_,int j_)

 7     {

 8         i=i_;

 9         j=j_;

10     }

11     void disp(A &a)

12     {

13         cout<<a.i<<endl<<a.j<<endl;

14     }

15 

16 private:

17     int i;

18 protected:

19     int j;

20 };

21 

22 int main(int argc, char* argv[])

23 {

24     A a(123,456);

25     A b(789,543);

26     a.disp(b);

27     b.disp(a);

28 

29     return 0;

30 }

 
初看起来，倒是会产生疑问。为什么会这样，是否有bug？

仔细考究起来，我们其实可以这样看待类和对象：

类是将数据成员和进行于其上的一系列操作(成员函数)封装在一起,注意：成员函数可以操作数据成员（可以称类中的数据成员为泛数据成员）！

对象是类的实例化，怎样理解实例化？其实每一个实例对象都只是对其中的数据成员初始化，内存映像中每个对象仅仅保留属于自己的那份数据成员副本。而成员函数对于整个类而言却是共享的，即一个类只保留一份成员函数。

那么每个对象怎样和这些可以认为是“分离”的成员函数发生联系，即成员函数如何操作对象的数据成员？记住this指针，无论对象通过(.)操作或者(->)操作调用成员函数，编译时刻，编译器都会将这种调用转换成我们常见的全局函数的形式，并且多出一个参数(一般这个参数放在第一个)，然后将this指针传入这个参数。于是就完成了对象与成员函数的绑定(或联系).

实例化后就得到同一个类的多个不同的对象，既然成员函数共享的，那么成员函数就可以操作对象的数据成员。

问题是现在有多个对象，成员函数需要知道操作的是哪个对象的数据成员？

比如有对象obj1和obj2，都属于A类，A类有public成员函数foo()

如果obj1调用该函数，编译时会给foo函数传入this指针，obj1,foo中操作obj1自身的成员就不用任何修饰，直接访问，因为其中的数据成员自动根据this指针找到。

如果obj1调用该函数，同样可以访问同类的其他对象的数据成员！那么你需要做的是让foo函数知道是同类对象中哪个对象的数据成员，一个解决办法是传入同类其他对象的指针或引用，那么就可以操作同类其他对象的数据成员。

foo(A &obj)

这样定义，然后调用：

obj1.foo(obj2)

就可以在obj1访问obj2的数据成员，而无论这些数据成员是private还是protected

搬出C++ Object Model,可以画出各个对象的内存map就可以更清晰的看出:

总结：C++的访问修饰符的作用是以类为单位，而不是以对象为单位。

通俗的讲，同类的对象间可以“互相访问”对方的数据成员，只不过访问途径不是直接访问.

步骤是：通过一个对象调用其public成员函数，此成员函数可以访问到自己的或者同类其他对象的public/private/protected数据成员和成员函数(类的所有对象共用)，而且还需要指明是哪个对象的数据成员(调用函数的对象自己的成员不用指明，因为有this指针；其他对象的数据成员可以通过引用或指针间接指明)

C++中public,protected,private访问小结

第一:private,public,protected方法的访问范围.（public继承下）

private: 只能由该类中的函数、其友元函数访问,不能被任何其他访问，该类的对象也不能访问.

protected: 可以被该类中的函数、子类的函数、以及其友元函数访问,但不能被该类的对象访问

public: 可以被该类中的函数、子类的函数、其友元函数访问,也可以由该类的对象访问

注：友元函数包括两种：设为友元的全局函数，设为友元类中的成员函数

第二:类的继承后方法属性变化:

使用private继承,父类的所有方法在子类中变为private;

使用protected继承,父类的protected和public方法在子类中变为protected,private方法不变;

使用public继承,父类中的方法属性不发生改变; 

 

	public:	protected:	private:
public继承	public	protected	---
protected继承	protected	protected	---
private继承	private	private	---

protected继承和private继承能降低访问权限

再次提到：可以提供访问行为的主语为“函数”。

类体内的访问没有访问限制一说，即private函数可以访问public/protected/private成员函数或数据成员，同理，protected函数，public函数也可以任意访问该类体中定义的成员

public继承下，基类中的public和protected成员继承为该子类的public和protected成员（成员函数或数据成员），然后访问仍然按类内的无限制访问

对于类域范围内，成员函数访问无所谓访问限制。 对于继承情况下的基类private成员，在派生类中仍然继承了下来，只不过它不能直接访问,   即使在类里也不行,   更不用说是类对象了。 可以通过下列例子看到：  1 #include <iostream>  2 using namespace std;  3   4 class C{  5 public:  6     C(int val) : m_c(val) {}  7 private:  8     int m_c;  9 }; 10  11 class D: public C{ 12 public: 13     D(int val1, int val2) : C(val1), m_d(val2) {} 14     int m_d; 15 }; 16  17 int main() 18 { 19  20  21     cout << sizeof(C) << " " << sizeof(D) << endl;// 4  8 22     D obj(2, 25); 23     cout << &obj << " " << &obj.m_d << endl;//0x0012FF78   0X0012FF7C 24     //cout << obj.m_c; //error, 不能访问 25  26     D *ptr = &obj; 27     int *iptr = (int *)ptr; 28     cout << *iptr << " " << *(iptr+1) << endl;//2  25 29      30     return 0; 31 } 32  33  同样，加入虚函数，可以看到VC编译器将vptr放置在数据区的最开头

下面摘自博客园的一篇，相当精辟的理解：

 

下面这个问题摘自论坛的一个帖子：

已知3个类O、P和Q，类O中定义了一个私有方法F1、一个公有方法F2和一个受保护的方法F3：类P和类Q是类O的派生类，其继承方式如下所示：

class P : protected O {…};

class Q : public O {…};

关于方法F1的描述中正确的是___(34)___；关于方法F2韵描述中正确的是___(35)___；关于方法F3的描述中正确的是___(36)___。

(34)

A．方法F1无法被访问

B．只有在类O内才能访问方法F1

C．只有在类P内才能访问方法F1

D．只有在类Q内才能访问方法F1

(35)

A．类O、P和Q的对象都可以访问方法F2

B．类P和Q的对象都可以访问方法F2

C．类0和Q的对象都可以访问方法F2

 D．只有在类P内才能访问方法F2

(36)A．类0、P和Q的对象都可以访问方法F3

B．类0、P和Q的对象都不可以访问方法F3

C．类0和Q的对象都可以访问方法F3

D．类P和Q的对象都可以访问方法F3。

有甚么办法可以简单地记住这许多的规则？ 下文告诉你一个根本不需要记的办法。

顾名思义，private/public/protected 分别表示 私有/公开/保护，它们是一组用于访问权限控制的关键字。那么首先，需要澄清的一个关键点是，是要控制谁访问谁的权限？这个访问的主语（施事）是谁？宾语（受事）是谁？

我们经常听到这样的说法：

1）一个类友元可以访问该类的任何成员（包括成员变量及成员方法，下同）。

2）private成员只有该类自身可以访问，protected成员只有该类及其派生类可以访问，public成员所有的人都可以访问。

宾语（受事）是谁这一点很明确，是类的成员（包括成员变量及成员方法）。主语（施事）是谁？这是让大家发生混淆的关键点。也是这个说法中含糊不清的地方。

想清楚一点，其实主语（施事）指的是一个函数，而不是类（当然更不是变量）。private/public/protected要控制的是一个函数（施事）对一个类的成员（包括成员变量及成员方法）的访问权限。因此比较完整的说法是：

1）一个类友元（包含友元函数或者友元类的所有成员函数）可以访问该类的任何成员（包括成员变量及成员方法）。

2）除去友元外，private成员只有该类自身的成员函数可以访问，protected成员只有该类的成员函数及其派生类的成员函数可以访问，public成员则所有的函数都可以访问。

也就是说，当我们说一个类可以访问XXX，其实暗指这个类的成员函数可以访问XXX。了解了这一点，外加一条显而易见的规则，上面的问题就不难回答了。这条规则是：

3）派生类在继承时可削弱成员的访问权限（通过protected/private修饰）。例如上面的例子class P : protected O {…}; 那么某个函数通过类P访问O中成员时，该函数对类O中的public成员只有protected权限。

补充：有一种技术叫Member Spy（类成员间谍），通过该技术派生类可将基类的protected成员修改为public权限。这种技术用到了using关键字。举例如下：

class A

{

protected:

　int m_data;

};

class SpyA : public A

{

public:

　using A::m_data;

};

void TestSpy(A* pA)

{

　SpyA* pSpyA = static_cast<SpyA*>(pA);

　// 强制转换A为SpyA，这要求SpyA没有成员变量且没有重载A中的虚函数。

　// 现在你可以通过pSpyA访问m_data了。例如：int data = pSpyA->m_data;

}

由于这种技术用到了强制类型转换，当谨慎使用。

题目：自己定义一个class，它只有一个数据成员，且为private, 其成员函数都为public, 它生成两个对象obj1, obj2, 先要求用最少的成员函数实现obj1访问obj2的private数据成员