C++学习——类成员的访问权限、类的封装

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总结

所谓类成员的访问权限，就是你能不能使用该类中的成员。

C++通过 public（公有）、protected（受保护）、private（私有） 这三个成员访问限定符，来控制成员变量和成员函数的访问权限。

在类的内部，无论成员被声明为 public、protected 还是 private，它们之间都是可以互相访问的，没有访问权限的限制。

在类的外部，我们只能通过对象来访问成员，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。

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。

例子说明

下面的例子演示了在类的外部如何访问类的成员，以及访问权限。 

#include
using namespace std;
 
//类通常定义在函数的外面
//类的声明
class Student {
private:
	//成员变量
	char *m_name;
	int m_age;
	float m_score;
 
public:
	//成员函数的声明
	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("小明");
	stu.setage(15);
	stu.setscore(92.5f);
	stu.show();
 
	//在堆上创建对象
	Student *pstu = new Student;
	pstu->setname("李华");
	pstu->setage(16);
	pstu->setscore(96);
	pstu->show();
	return 0;
}

运行结果：
小明的年龄是15，成绩是92.5
李华的年龄是16，成绩是96

（1）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，将成员函数的定义放在源文件中。

（2）上面代码中，类的成员变量 m_name、m_age 和m_ score 被设置成 private 属性，因此在类的外部不能通过对象直接访问，必须借助三个具有public 属性的成员函数来修改它们的值。

因此下面的代码是错误的：

Student stu;
//m_name、m_age、m_score 是私有成员变量，不能在类外部通过对象访问
stu.m_name = "小明";
stu.m_age = 15;
stu.m_score = 92.5f;
stu.show();

（3）上面代码中，类中的成员函数 setname()、setage() 和 setscore() 被设置为 public 属性，是公有的，因此可以通过对象访问。

（4）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。

（5）成员变量大都以m_开头，这是约定成俗的写法，不是语法规定的内容。

类的封装

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

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。

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。

除了 set 函数和 get 函数，在创建对象时还可以调用构造函数来初始化各个成员变量，不过构造函数只能给成员变量赋值一次，以后再修改还得借助 set 函数。

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。

有读者可能会说，额外添加 set 函数和 get 函数多麻烦，直接将成员变量设置为 public 多省事！确实，这样做 99.9% 的情况下都不是一种错误，我也不认为这样做有什么不妥；但是，将成员变量设置为 private 是一种软件设计规范，尤其是在大中型项目中，还是请大家尽量遵守这一原则。