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每日一问：深入理解C++中的访问控制机制——private、protected和public

news 来源：原创 2024/9/20 23:47:49

每日一问：深入理解C++中的访问控制机制——private、protected和public

在C++中，访问控制机制是面向对象编程的重要组成部分，它通过封装性提高了代码的安全性和可维护性。C++提供了三种主要的访问控制符——private（私有）、protected（受保护）和public（公共），它们分别用于控制类成员的可访问范围。本文将详细探讨这些访问控制符的使用场景、各自的访问范围，并通过代码示例帮助理解它们的实际应用。

文章目录

每日一问：深入理解C++中的访问控制机制——private、protected和public
- 一、C++中的访问控制类型
- - 1.1 private（私有）
  - - 示例：
  - 1.2 protected（受保护）
  - - 示例：
  - 1.3 public（公共）
  - - 示例：
- 二、C++访问控制类型的对比与总结
- - 总结表格：

本文详细介绍了C++中的三种访问控制符—— private、 protected和 public的特性及其应用场景。通过对比它们的访问范围，以及不同访问控制下类成员的可访问性，帮助读者深入理解C++的封装机制。文章提供了具体的代码示例，并对每种访问控制符的行为进行了详细解释。

一、C++中的访问控制类型

在C++中，类的成员变量和成员函数的访问权限由private、protected和public三个关键字控制。不同的访问控制符决定了类的成员可以被哪些部分访问。下表列出了每种访问控制类型的特性以及它们可以被哪些实体访问。

访问控制类型	访问范围	类的成员函数	同一个类的对象	子类的成员函数	其他类或外部函数
private	私有	可以访问	可以访问	不能访问	不能访问
protected	受保护	可以访问	可以访问	可以访问	不能访问
public	公共	可以访问	可以访问	可以访问	可以访问

1.1 private（私有）

private成员是封装性最强的访问控制类型。private成员只能在类的内部访问，无法被类的外部、子类或其他任何地方直接访问。这种严格的封装机制提高了类的安全性，使得内部实现细节对外部不可见。

示例：

class Base {
private:int privateVar;public:void setPrivateVar(int val) { privateVar = val; } // 通过公共方法设置私有成员变量
};class Derived : public Base {void accessBasePrivate() {// privateVar = 5; // 错误：不能访问 Base 类的 private 成员}
};int main() {Base b;// b.privateVar = 10; // 错误：不能从外部访问 private 成员b.setPrivateVar(10); // 可以通过公共方法访问
}

解释：在这个例子中，privateVar是一个私有成员变量，它只能通过类内部的公共方法setPrivateVar来访问，而不能被类的外部或派生类直接访问。

1.2 protected（受保护）

protected成员可以在类内部及其派生类中访问，但不能被其他类或外部代码访问。受保护的成员变量和函数提供了一种介于private和public之间的访问控制方式，适合在继承中使用。

示例：

class Base {
protected:int protectedVar;
};class Derived : public Base {
public:void setProtectedVar(int val) { protectedVar = val; } // 子类可以访问基类的 protected 成员
};int main() {Derived d;d.setProtectedVar(5); // 可以通过子类的方法访问受保护成员// d.protectedVar = 5; // 错误：不能从外部直接访问受保护成员
}

解释：在这个示例中，protectedVar是一个受保护的成员变量，子类Derived可以访问和修改它，但外部代码无法直接访问它。

1.3 public（公共）

public成员可以被类的内部、派生类以及外部代码访问，是最开放的访问控制类型。公共成员通常用于定义类的接口，使得类的使用者能够方便地调用类的功能。

示例：

class Base {
public:int publicVar;
};class Derived : public Base {void accessBasePublic() {publicVar = 10; // 子类可以访问基类的 public 成员}
};int main() {Base b;b.publicVar = 20; // 外部代码可以访问 public 成员
}

解释：publicVar是一个公共成员变量，可以被类的任何外部代码、派生类甚至其他类的实例访问和修改。

二、C++访问控制类型的对比与总结

通过以上的分析和示例，可以看到C++中的访问控制机制为开发者提供了灵活的封装和继承支持。以下是对这三种访问控制符的总结：

private（私有）：只能被定义它们的类内部访问，最强的封装性。适合保护类的内部实现细节，防止外部干扰。
protected（受保护）：可以被定义它们的类和派生类访问，适用于继承关系中需要子类访问的成员。
public（公共）：可以被任何地方访问，适合定义类的公共接口和外部可见的功能。

总结表格：

访问控制类型	适用场景	封装性
private	内部实现细节、避免外部干扰	最强
protected	继承关系中需要子类访问的成员	中等
public	定义类的公共接口、外部可见的功能	最弱