深入理解C++中public、protected及private用法

 

 

這篇文章主要介紹了C++中public、protected及private用法,對於C++面向對象程序設計來說是非常重要的概念,需要的朋友可以參考下

 

 

初學C++的朋友經常在類中看到public，protected，private以及它們在繼承中表示的一些訪問范圍，很容易搞糊塗。今天本文就來十分分析一下C++中public、protected及private用法。相信對於大家深入掌握C++程序設計會有很大的幫助。

這里我們首先要明白下面幾點。

 

1.類的一個特征就是封裝，public和private作用就是實現這一目的。所以：

用戶代碼（類外）可以訪問public成員而不能訪問private成員；private成員只能由類成員（類內）和友元訪問。

 

2.類的另一個特征就是繼承，protected的作用就是實現這一目的。所以：

protected成員可以被派生類對象訪問，不能被用戶代碼（類外）訪問。

 

---

 

現來看看如下示例：

#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
class A{
public:
  int a;
  A(){
    a1 = 1;
    a2 = 2;
    a3 = 3;
    a = 4;
  }
  void fun(){
    cout << a << endl;    //正確
    cout << a1 << endl;   //正確
    cout << a2 << endl;   //正確，類內訪問
    cout << a3 << endl;   //正確，類內訪問
  }
public:
  int a1;
protected:
  int a2;
private:
  int a3;
};
int main(){
  A itema;
  itema.a = 10;    //正確
  itema.a1 = 20;    //正確
  itema.a2 = 30;    //錯誤，類外不能訪問protected成員
  itema.a3 = 40;    //錯誤，類外不能訪問private成員
  system("pause");
  return 0;
}

繼承中的特點：

先記住：不管是否繼承，上面的規則永遠適用！

有public, protected, private三種繼承方式，它們相應地改變了基類成員的訪問屬性。

1.public繼承：基類public成員，protected成員，private成員的訪問屬性在派生類中分別變成：public, protected, private

2.protected繼承：基類public成員，protected成員，private成員的訪問屬性在派生類中分別變成：protected, protected, private

3.private繼承：基類public成員，protected成員，private成員的訪問屬性在派生類中分別變成：private, private, private

但無論哪種繼承方式，上面兩點都沒有改變：

1.private成員只能被本類成員（類內）和友元訪問，不能被派生類訪問；

2.protected成員可以被派生類訪問。

再來看看以下代碼：

1.public繼承

代碼如下：

#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;

class A{
public:
  int a;
  A(){
    a1 = 1;
    a2 = 2;
    a3 = 3;
    a = 4;
  }
  void fun(){
    cout << a << endl;    //正確
    cout << a1 << endl;   //正確
    cout << a2 << endl;   //正確
    cout << a3 << endl;   //正確
  }
public:
  int a1;
protected:
  int a2;
private:
  int a3;
};
class B : public A{
public:
  int a;
  B(int i){
    A();
    a = i;
  }
  void fun(){
    cout << a << endl;       //正確，public成員
    cout << a1 << endl;       //正確，基類的public成員，在派生類中仍是public成員。
    cout << a2 << endl;       //正確，基類的protected成員，在派生類中仍是protected可以被派生類訪問。
    cout << a3 << endl;       //錯誤，基類的private成員不能被派生類訪問。
  }
};
int main(){
  B b(10);
  cout << b.a << endl;
  cout << b.a1 << endl;   //正確
  cout << b.a2 << endl;   //錯誤，類外不能訪問protected成員
  cout << b.a3 << endl;   //錯誤，類外不能訪問private成員
  system("pause");
  return 0;
}

2.protected繼承：

代碼如下：

#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
class A{
public:
  int a;
  A(){
    a1 = 1;
    a2 = 2;
    a3 = 3;
    a = 4;
  }
  void fun(){
    cout << a << endl;    //正確
    cout << a1 << endl;   //正確
    cout << a2 << endl;   //正確
    cout << a3 << endl;   //正確
  }
public:
  int a1;
protected:
  int a2;
private:
  int a3;
};
class B : protected A{
public:
  int a;
  B(int i){
    A();
    a = i;
  }
  void fun(){
    cout << a << endl;       //正確，public成員。
    cout << a1 << endl;       //正確，基類的public成員，在派生類中變成了protected，可以被派生類訪問。
    cout << a2 << endl;       //正確，基類的protected成員，在派生類中還是protected，可以被派生類訪問。
    cout << a3 << endl;       //錯誤，基類的private成員不能被派生類訪問。
  }
};
int main(){
  B b(10);
  cout << b.a << endl;       //正確。public成員
  cout << b.a1 << endl;      //錯誤，protected成員不能在類外訪問。
  cout << b.a2 << endl;      //錯誤，protected成員不能在類外訪問。
  cout << b.a3 << endl;      //錯誤，private成員不能在類外訪問。
  system("pause");
  return 0;
}

3.private繼承：

代碼如下：

#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
class A{
public:
  int a;
  A(){
    a1 = 1;
    a2 = 2;
    a3 = 3;
    a = 4;
  }
  void fun(){
    cout << a << endl;    //正確
    cout << a1 << endl;   //正確
    cout << a2 << endl;   //正確
    cout << a3 << endl;   //正確
  }
public:
  int a1;
protected:
  int a2;
private:
  int a3;
};
class B : private A{
public:
  int a;
  B(int i){
    A();
    a = i;
  }
  void fun(){
    cout << a << endl;       //正確，public成員。
    cout << a1 << endl;       //正確，基類public成員,在派生類中變成了private,可以被派生類訪問。
    cout << a2 << endl;       //正確，基類的protected成員，在派生類中變成了private,可以被派生類訪問。
    cout << a3 << endl;       //錯誤，基類的private成員不能被派生類訪問。
  }
};
int main(){
  B b(10);
  cout << b.a << endl;       //正確。public成員
  cout << b.a1 << endl;      //錯誤，private成員不能在類外訪問。
  cout << b.a2 << endl;      //錯誤, private成員不能在類外訪問。
  cout << b.a3 << endl;      //錯誤，private成員不能在類外訪問。
  system("pause");
  return 0;
}

通過以上的代碼都備有較為詳盡的注釋，讀者應該能夠理解。仔細看代碼中派生類B中定義了和基類同名的成員a，此時基類的a仍然存在，可以驗證。

int main(){
  cout << sizeof(A) << endl;
  cout << sizeof(B) << endl;

  system("pause");
  return 0;
}

輸出：

16

20

所以派生類包含了基類所有成員以及新增的成員，同名的成員被隱藏起來，調用的時候只會調用派生類中的成員。

如果要調用基類的同名成員，可以用以下方法：

int main(){

  B b(10);
  cout << b.a << endl;
  cout << b.A::a << endl;

  system("pause");
  return 0;
}

輸出：

10

4

記得這里是在類外訪問，而a在基類中是public，所以繼承方式應該為public，使得a在派生類中仍然為public，在類外可以訪問。