QT第15节课程笔记 -C++权限初识

2.4 权限初识

2.4.1 基本介绍

C++中的访问权限主要分为三种：public、private和protected。这些权限决定了类成员（包括数据成员和成员函数）的可访问性。以下是一个总结表格，说明了在不同情况下这些权限如何应用：

访问权限	类内部	同一个类的对象	派生类（子类）	类外部
public	✔️ 可访问	✔️ 可访问	✔️ 可访问	✔️ 可访问
private	✔️ 可访问	❌ 不可访问	❌ 不可访问	❌ 不可访问
protected	✔️ 可访问	❌ 不可访问	✔️ 可访问	❌ 不可访问

使用权限（如 public、private 和 protected）在C++中是一种关键的封装手段，它们旨在控制对类成员的访问。下面是一个表格，总结了使用权限的主要好处和潜在缺点：

好处 / 缺点	描述
好处
封装性	通过隐藏类的内部实现（私有和受保护成员），提高了代码的安全性和健壮性。
接口与实现的分离	公开接口（公开成员）与私有实现分离，有助于用户仅关注于如何使用类而不是如何实现。
易于维护	修改类的内部实现不会影响使用该类的代码，从而降低了维护成本。
控制读写访问	通过设置访问权限，可以精确控制类成员的读写访问。
继承的灵活性	protected 成员在派生类中是可访问的，使得继承更加灵活。
缺点
增加复杂性	过度使用或不当使用权限可能导致代码结构复杂，难以理解。
测试难度	私有成员的测试比公共成员更困难，因为它们不能从类的外部访问。
灵活性降低	过于严格的封装可能限制了某些有效的用法，降低了灵活性。
可能导致紧耦合	过多依赖 friend 类或函数可能导致类之间的耦合过紧。

2.4.2 目前能概况的结论

• public 权限相当于我们学习C语言结构体一样，不考虑访问权限的存在，但是要注意，类中不写权限，默认是私有权限
• protected 留到继承讲解的时候再提
• private 私有权限，通过一下案例向各位表达一下作用的意思，但需要未来实战中慢慢体会。

这个例子将阐述在类设计中使用private成员的必要性。我们将创建一个简单的BankAccount类，展示如何使用private来保护账户的余额，确保它只能通过指定的方法进行修改。

所以，我们可以脑部一个场景：

银行的账户是一个模板，是一个类，有存款人信息和账户额度，而具体的存款人视为一个对象，

一个对象不能私自修改账户额度，需要通过一个操作流程，比如去ATM或者柜台进行操作才能修改到账户额度，

所以，存款人信息和账户额度设计成私有权限，通过公有的操作流程，也就是公有函数去操作私有变量。

基于这个场景，我们编程实现代码

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

/*
银行的账户是一个模板，是一个类，有存款人信息和账户额度，而具体的存款人视为一个对象，
一个对象不能私自修改账户额度，需要通过一个操作流程，比如去ATM或者柜台进行操作才能修改到账户额度，
所以，存款人信息和账户额度设计成私有权限，通过公有的操作流程，也就是公有函数去操作私有变量。
基于这个场景，我们编程实现代码
*/

class BankAccount{
private:
    //有存款人信息和账户额度
    string name;
    string addr;
    int age;
    double balance;
public:
    string bankAddr;
    //比如去ATM或者柜台进行操作才能修改到账户额度
    void registerMes(string newName, string newAddr,int newAge,double newBalance);
    void withdraw(double amount);
    void deposit(double amount);
    double getBalance();
    void printUserInfo();
};
void BankAccount::printUserInfo()
{
    string mesTem = "账户名：" + name + "，地址：" + addr +
            ",年龄："+ std::to_string(age) + ",存款：" + std::to_string(balance);
    cout << mesTem << endl;
}

void BankAccount::registerMes(string newName, string newAddr,int newAge,double newBalance)
{
    name = newName;
    addr = newAddr;
    age  = newAge;
    balance = newBalance;
}

// 存款方法
void BankAccount::deposit(double amount) {
    if (amount > 0) {
        balance += amount;
    } else {
        cerr << "Deposit amount must be positive." << endl;
    }
}
// 取款方法
void BankAccount::withdraw(double amount) {
    if (amount > balance) {
        cerr << "Insufficient funds." << endl;
    } else if (amount <= 0) {
        cerr << "Withdrawal amount must be positive." << endl;
    } else {
        balance -= amount;
    }
}

// 获取当前余额的方法
double BankAccount::getBalance() {
    return balance;
}

int main()
{
    BankAccount user1;
    user1.registerMes("老陈","深圳光明区",35,100);
    user1.printUserInfo();
    user1.deposit(1000);
    cout << user1.getBalance() << endl;
    user1.withdraw(30);
    cout << user1.getBalance() << endl;
    return 0;
}

在这个示例中，balance 是一个private成员变量，它不能被类的外部直接访问。这保证了账户余额只能通过类提供的方法（如 deposit, withdraw, 和 getBalance）来修改和查询，从而防止了不合适的修改，比如直接设置余额为负数或任意值。这样的设计保证了类的封装性和数据的完整性。

2.4.3 提问和回答

问：为什么新手学习C++感受不到访问权限的必要性呢

答：新手学习C++时可能不会立即感受到访问权限（如public、private、protected）的必要性，主要有以下几个原因：

1. 简单的例子和练习：初学者通常从简单的例子和练习开始，这些例子可能不需要复杂的封装或继承结构。在这种情况下，访问权限的作用可能不太明显。
2. 封装的概念需要时间去理解：封装是面向对象编程中的一个核心概念，但对于初学者来说，理解封装的价值需要一定的时间和实践。在初期，更多的关注点可能放在基本语法和程序结构上。
3. 缺乏大型项目经验：在小型项目或单文件程序中，访问权限的重要性可能不如在大型、多人协作的项目中那么显著。在复杂的软件开发中，适当的访问控制对于代码的维护性和可读性至关重要。
4. 直接操作感觉更简单：对于初学者来说，直接访问和修改类的所有成员可能看起来更简单直接。他们可能还没有遇到由于不恰当访问控制导致的维护和调试问题。
5. 抽象和设计模式的理解：理解何时以及如何使用访问权限通常涉及到对软件设计模式和抽象的深入理解。这些通常是随着经验积累和更深入的学习而逐渐掌握的。

随着经验的增长，学习者开始处理更复杂的项目，他们将开始意识到恰当的访问控制的重要性，特别是在保持代码的可维护性、可读性以及在团队环境中的协作方面。因此，对于教育者和学习者来说，强调并实践这些概念是很重要的，以便在编程技能成熟时能够有效地运用它们。