类的访问控制相关

[BBQGOD]

C++中类的访问控制

访问说明符

在课上，我们学习了类中的三种访问说明符public，protected，private。这三种访问说明符被用于访问控制。

public

能被本类的成员函数、友元函数、本类的对象、其派生类的成员函数等访问。

protected

能被本类的成员函数、友元函数、其派生类的成员函数访问；

private

能被本类的成员函数、友元函数访问。

可以看到，类的访问控制体现了面向对象编程的封装性。

C++中访问控制的实现

这些访问说明符不会影响类的结构和对象的创建，在编译期间，所有的访问说明信息会消失。因此，可以看成，访问说明符是让编译器检查程序员是否进行了不应该的访问操作，而非严格禁止了这些访问操作。但编译器必须明确知道程序员在进行权限外的访问操作，才会产生访问权限错误。
因此，我们可以解释课上的题目：

#include <iostream>
using namespace std;
class A {
private:
    int a;
    void f(int i=2) { a = i; }
public:
    void f(int i, int j=2) { a = i + j; }
    int get_a() { return a; }
};

int main() {
    A aa;
    aa.f(1);//A中函数重载冲突
    cout << aa.get_a() << endl;
    return 0;
}

进一步了解，编译器是通过限制“名称”的使用来进行访问控制的，无论是对成员变量、成员函数，甚至成员结构、成员类等，都是如此。

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
private:
   struct B
   {
       int c;
       B(int d)
       {
           c = d;
       } 
   };
public:
   B* b;
   A() {}
   ~A() {}
};
int main()
{
   A a1;
//  正确！并没有在类的外部使用私有成员结构的名称。编译器是通过类型推理得知n1的类型的。
   auto *n1 = a1.b;
//  错误！不能在类的外部使用私有成员的名称。
//  Link::Node * n1 = a1.b;
   return 0;
}

所以，这样的操作也能实现。

调用aa.f(1)时，先会发生函数重载冲突问题，该程序无法通过编译。
之后，我们很容易会想到，通过指针等方法可以强制访问private成员。

#include <iostream>
using namespace std;
class  {
public:
    A() {
        a2 = 3;
        a3 = 4;
    }
    int* fun3() {  
        cout << "a3=" << a3 << endl;  
        return &a3;
    }
    int* fun2() {   
        cout << "a2=" << a2 << endl;
        return &a2;
    }
protected:
    int a2;
private:
    int a3;
};
int main() {
    A itema;
    int* mytest;
    //不能直接获取
    //cout << "直接获取private值a3=" << itema.a3 << endl;
    mytest = itema.fun3();
    cout << "通过指针获取private值a3=" << *mytest << endl;
    *mytest = 1;
    cout << "对private值进行修改：";
    itema.fun3();

    mytest = itema.fun2();
    cout << "通过指针获取protected值a2=" << *mytest << endl;
    *mytest = 1;
    cout << "对protected值进行修改：";
    itema.fun2();
    return 0;
}

输出为：

a3=4
通过指针获取private值a3=4
对private值进行修改：a3=1
a2=3
通过指针获取protected值a2=3
对protected值进行修改：a2=1

不过这么做显然不合类的创建者本意，对大多数程序也是有害的。

访问private和protected成员

getter和setter方法

class A
{
    int value;
public:
    A(int n = 0) : value(n) {}
    int GetValue()
    {
        return value;
    }
    void SetValue(int n)
    {
        value = n;
    }
};

当然，本例中也可以

A a;
*((int *)&a) = 100;

用这种方式修改a中value的值为100。

在类中，被访问说明符限定的变量通常会在内存中顺序存放，而不同的访问说明符限定的变量存放位置可能不同。因此，通过获得对象地址，并直接计算出 private或protected成员的地址，来进行访问的操作并不总有效。