C++类成员的访问权限以及类的封装

电玩女神 2023-07-13 13:54 22阅读 0赞

**C++通过 public、protected、private 三个关键字来控制成员变量和成员函数的访问权限，它们分别表示公有的、受保护的、私有的，被称为成员访问限定符。所谓访问权限，就是你能不能使用该类中的成员。**

C++ 中的 public、private、protected 只能修饰类的成员，不能修饰类，C++中的类没有共有私有之分。

在类的内部（定义类的代码内部），无论成员被声明为 public、protected 还是 private，都是可以互相访问的，没有访问权限的限制。

在类的外部（定义类的代码之外），只能通过对象访问成员，并且通过对象只能访问 public 属性的成员，不能访问 private、protected 属性的成员。

通过 Student 类示例访问权限：

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    //类的声明
    class Student{ 
    private:  //私有的
        char *m_name;
        int m_age;
        float m_score;
    
    public:  //共有的
        void setname(char *name);
        void setage(int age);
        void setscore(float score);
        void show();
    };
    
    //成员函数的定义
    void Student::setname(char *name){ 
        m_name = name;
    }
    void Student::setage(int age){ 
        m_age = age;
    }
    void Student::setscore(float score){ 
        m_score = score;
    }
    void Student::show(){ 
        cout<<m_name<<"的年龄是"<<m_age<<"，成绩是"<<m_score<<endl;
    }
    
    int main(){ 
        //在栈上创建对象
        Student stu;
        stu.setname("小王");
        stu.setage(15);
        stu.setscore(92.5f);
        stu.show();
    
        //在堆上创建对象
        Student *pstu = new Student;
        pstu -> setname("小华");
        pstu -> setage(16);
        pstu -> setscore(96);
        pstu -> show();
    
        return 0;
    }

运行结果：

小王的年龄是15，成绩是92.5
    小华的年龄是16，成绩是96

类的声明和成员函数的定义都是类定义的一部分，在实际开发中，我们通常将类的声明放在头文件中，而将成员函数的定义放在源文件中。

类中的成员变量 m\_name、m\_age 和m\_ score 被设置成 private 属性，在类的外部不能通过对象访问。也就是说，**私有成员变量和成员函数只能在类内部使用，在类外都是无效的**。

成员函数 setname()、setage() 和 setscore() 被设置为 public 属性，是公有的，可以通过对象访问。

private 后面的成员都是私有的，直到有 public 出现才会变成共有的；public 之后再无其他限定符，所以 public 后面的成员都是共有的。

以 setname() 为例，如果将成员变量m\_name的名字修改为name，那么 setname() 的形参就不能再叫name了，得换成诸如name1、\_name这样没有明显含义的名字，否则name=name;这样的语句就是给形参name赋值，而不是给成员变量name赋值。

因为三个成员变量都是私有的，不能通过对象直接访问，所以必须借助三个 public 属性的成员函数来修改它们的值。

### 类的封装 ###

private 关键字的作用在于更好地隐藏类的内部实现，该向外暴露的接口（能通过对象访问的成员）都声明为 public，不希望外部知道、或者只在类内部使用的、或者对外部没有影响的成员，都建议声明为 private。

根据C++软件设计规范，实际项目开发中的成员变量以及只在类内部使用的成员函数（只被成员函数调用的成员函数）都建议声明为 private，而只将允许通过对象调用的成员函数声明为 public。

另外还有一个关键字 protected，声明为 protected 的成员在类外也不能通过对象访问，但是在它的派生类内部可以访问。

**有的人心里产生了新的疑问，将成员变量都声明为 private，如何给它们赋值呢，又如何读取它们的值呢？**

我们可以额外添加两个 public 属性的成员函数，一个用来设置成员变量的值，一个用来获取成员变量的值。上面的代码中，setname()、setage()、setscore() 函数就用来设置成员变量的值；如果希望获取成员变量的值，可以再添加三个函数 getname()、getage()、getscore()。

给成员变量赋值的函数通常称为 set 函数，它们的名字通常以set开头，后跟成员变量的名字；读取成员变量的值的函数通常称为 get 函数，它们的名字通常以get开头，后跟成员变量的名字。

这种将成员变量声明为 private、将部分成员函数声明为 public 的做法体现了类的封装性。所谓封装，是指尽量隐藏类的内部实现，只向用户提供有用的成员函数。

### private和public的解说 ###

声明为 private 的成员和声明为 public 的成员的次序任意，既可以先出现 private 部分，也可以先出现 public 部分。如果既不写 private 也不写 public，就默认为 private。

在一个类体中，private 和 public 可以分别出现多次。每个部分的有效范围到出现另一个访问限定符或类体结束时（最后一个右花括号）为止。但是为了使程序清晰，应该养成这样的习惯，使每一种成员访问限定符在类定义体中只出现一次。

类声明也示例：

class Student{ 
    private:
        char *m_name;
    private:
        int m_age;
        float m_score;
    public:
        void setname(char *name);
        void setage(int age);
    public:
        void setscore(float score);
        void show();
    };