深入理解C++中public、protected及private用法

 更新时间:2014年08月23日 10:43:14   投稿:shichen2014  
这篇文章主要介绍了C++中public、protected及private用法,对于C++面向对象程序设计来说是非常重要的概念,需要的朋友可以参考下

初学C++的朋友经常在类中看到public,protected,private以及它们在继承中表示的一些访问范围,很容易搞糊涂。今天本文就来十分分析一下C++中public、protected及private用法。相信对于大家深入掌握C++程序设计会有很大的帮助。

这里我们首先要明白下面几点。

1.类的一个特征就是封装,public和private作用就是实现这一目的。所以:

用户代码(类外)可以访问public成员而不能访问private成员;private成员只能由类成员(类内)和友元访问。

2.类的另一个特征就是继承,protected的作用就是实现这一目的。所以:

protected成员可以被派生类对象访问,不能被用户代码(类外)访问。

现来看看如下示例:

#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;    //正确
    cout << a1 << endl;   //正确
    cout << a2 << endl;   //正确,类内访问
    cout << a3 << endl;   //正确,类内访问
  }
public:
  int a1;
protected:
  int a2;
private:
  int a3;
};
int main(){
  A itema;
  itema.a = 10;    //正确
  itema.a1 = 20;    //正确
  itema.a2 = 30;    //错误,类外不能访问protected成员
  itema.a3 = 40;    //错误,类外不能访问private成员
  system("pause");
  return 0;
}

继承中的特点:

先记住:不管是否继承,上面的规则永远适用!

有public, protected, private三种继承方式,它们相应地改变了基类成员的访问属性。

1.public继承:基类public成员,protected成员,private成员的访问属性在派生类中分别变成:public, protected, private

2.protected继承:基类public成员,protected成员,private成员的访问属性在派生类中分别变成:protected, protected, private

3.private继承:基类public成员,protected成员,private成员的访问属性在派生类中分别变成:private, private, private

但无论哪种继承方式,上面两点都没有改变:

1.private成员只能被本类成员(类内)和友元访问,不能被派生类访问

2.protected成员可以被派生类访问

再来看看以下代码:

1.public继承

代码如下:

#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;    //正确
    cout << a1 << endl;   //正确
    cout << a2 << endl;   //正确
    cout << a3 << endl;   //正确
  }
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;       //正确,public成员
    cout << a1 << endl;       //正确,基类的public成员,在派生类中仍是public成员。
    cout << a2 << endl;       //正确,基类的protected成员,在派生类中仍是protected可以被派生类访问。
    cout << a3 << endl;       //错误,基类的private成员不能被派生类访问。
  }
};
int main(){
  B b(10);
  cout << b.a << endl;
  cout << b.a1 << endl;   //正确
  cout << b.a2 << endl;   //错误,类外不能访问protected成员
  cout << b.a3 << endl;   //错误,类外不能访问private成员
  system("pause");
  return 0;
}

2.protected继承:

代码如下:

#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;    //正确
    cout << a1 << endl;   //正确
    cout << a2 << endl;   //正确
    cout << a3 << endl;   //正确
  }
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;       //正确,public成员。
    cout << a1 << endl;       //正确,基类的public成员,在派生类中变成了protected,可以被派生类访问。
    cout << a2 << endl;       //正确,基类的protected成员,在派生类中还是protected,可以被派生类访问。
    cout << a3 << endl;       //错误,基类的private成员不能被派生类访问。
  }
};
int main(){
  B b(10);
  cout << b.a << endl;       //正确。public成员
  cout << b.a1 << endl;      //错误,protected成员不能在类外访问。
  cout << b.a2 << endl;      //错误,protected成员不能在类外访问。
  cout << b.a3 << endl;      //错误,private成员不能在类外访问。
  system("pause");
  return 0;
}

3.private继承:

代码如下:

#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;    //正确
    cout << a1 << endl;   //正确
    cout << a2 << endl;   //正确
    cout << a3 << endl;   //正确
  }
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;       //正确,public成员。
    cout << a1 << endl;       //正确,基类public成员,在派生类中变成了private,可以被派生类访问。
    cout << a2 << endl;       //正确,基类的protected成员,在派生类中变成了private,可以被派生类访问。
    cout << a3 << endl;       //错误,基类的private成员不能被派生类访问。
  }
};
int main(){
  B b(10);
  cout << b.a << endl;       //正确。public成员
  cout << b.a1 << endl;      //错误,private成员不能在类外访问。
  cout << b.a2 << endl;      //错误, private成员不能在类外访问。
  cout << b.a3 << endl;      //错误,private成员不能在类外访问。
  system("pause");
  return 0;
}

通过以上的代码都备有较为详尽的注释,读者应该能够理解。仔细看代码中派生类B中定义了和基类同名的成员a,此时基类的a仍然存在,可以验证。

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

  system("pause");
  return 0;
}

输出:

16

20

所以派生类包含了基类所有成员以及新增的成员,同名的成员被隐藏起来,调用的时候只会调用派生类中的成员。

如果要调用基类的同名成员,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;
}

输出:

10

4

记得这里是在类外访问,而a在基类中是public,所以继承方式应该为public,使得a在派生类中仍然为public,在类外可以访问。

感兴趣的读者可以调试运行一下本文实例,加深印象的同时还会有新的收获。

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