C++非繼承時函數成員存取屬性和類繼承過程中的存取控制

2022-03-11 10:00:11

一、非繼承時public、protected和private成員的存取屬性

C++中保護成員使用protected進行宣告，那麼protected、public和private三者有什麼區別呢？

先說結論：非繼承時，protected成員和private成員沒有任何區別，都是類內部可以直接存取它們、類外部的類物件不可存取它們、類內部的類物件可以存取它們；相比之下，public成員在類內部、類外部的類物件、類內部的類物件中都是可直接存取的。

下面定義的Bird類：

class Bird {
public:
    Bird() { 
        eat();   // 正確，類內可以存取保護成員
    };
protected:
    void eat() { printf("Bird eating n"); }
};

上述程式碼錶明，類內是可以直接存取protected成員的，下面來看類外部的類物件：

int main() {
    Bird bird();
    bird.eat();  // 錯誤，protected成員類外部物件不可存取
}

上述程式碼錶明，類外部類物件是不能直接存取protected成員的。

所以說，非繼承時protected成員和private成員沒有差別。它們真正展示出差異是在“基礎類別和子類的繼承”時，具體分析留在後面紀錄檔。

重點：上述分析強調了“類外部的類物件和類內部的類物件”是不同的（類內部類物件是指：Bird類的複製建構函式就使用Bird類物件的參照可以存取其私有成員和保護成員）。因此，才要特殊指明“類外部的類物件不能存取protected和private成員，類內部的類物件可以存取其protected和private成員”。

二、C++類別繼承過程中存取控制

在子類繼承父類別的過程中，子類可以指定以何種方式繼承父類別：public繼承、protected繼承和private繼承，這個過程可以稱為“存取控制”。

在學習存取控制之前，需要知道類含有三種成員：public成員、protected成員、private成員。在非繼承的情況下，這三種成員的存取屬性是不同的：public成員在類內部和外部均可被直接存取；protected和private成員均可以被類內部和類內部的類物件存取，均不能被類外部的類物件存取。為了便於自己記憶，稱這個規則為“非繼承時三種成員的存取法則”
此知識點的複雜性在於繼承方式有三種，每種繼承方式又對應三種成員，所以一共是九種情況。

為此，採用表格形式記錄如下：

上表中“子類吸收後”表示父類別成員在子類中是何種身份（身份指：public或protected或private），也就是說不同的繼承型別使得父類別成員在子類中的身份不同。

比如：在protected繼承型別中，父類別中的public成員對應在子類中為protected成員，此時子類內部（指成員函數和子類物件）可以存取該protected成員，但是子類外部的子類物件無法存取該成員。也就是說，通過protected型別的繼承，該成員從父類別中的public成員變為子類中的protected成員。

下面是public繼承的例子，其中父類別為Animal，子類為Duck：

class Animal {
public:
    Animal(int age_) { age = age_; printf("Init Animal n"); 
    }

    void eat() { printf("Animal eating! n"); }
protected:
    void run() { printf("Animal Running! n"); }
private:
    int age=0;
    void showAge() { printf("Age is %d", age); }
};

父類別Animal中分別定義了public型別的eat()函數、protected型別的run()函數、private型別的showAge()函數。子類可以通過選擇不同的繼承方式，改變這幾個函數在子類中的存取屬性：

class Duck:public Animal {
public:
    Duck(int age_) :Animal(age_) { 
        printf("init Duck! n");
        run(); // 正確，子類內部可以存取基礎類別public成員
        eat(); // 正確，子類內部可以存取基礎類別protected成員
        showAge(); // 錯誤，子類內部不可存取基礎類別的private成員
    };
};

總結：

按照自己目前的理解，不管繼承方式為public、protected和private三種中的哪一個，父類別的private成員對應到子類中均“不可直接存取”。此外，子類不繼承父類別的建構函式和解構函式。

疑惑：

書中所說的“不可直接存取”，目前自己並不知道如何間接存取，猜測可能是採用 “get” 和 “set” 方式進行間接存取。

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C++非繼承時函數成員存取屬性和類繼承過程中的存取控制

目錄

一、非繼承時public、protected和private成員的存取屬性

二、C++類別繼承過程中存取控制

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