C++中public、private、protected的区别

本文详细解析C++中public、protected及private的使用方法及其在继承中的变化规律,通过实例帮助初学者理解不同访问权限的特点。

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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:

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#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:

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#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:

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#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:

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#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。

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int main(){
   cout << sizeof (A) << endl;
   cout << sizeof (B) << endl;
 
   system ( "pause" );
   return 0;
}

输出:

16

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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:

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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。

### C++ 中 `public`、`private` `protected` 访问控制修饰符 #### 定义与作用范围 在C++中,`public`、`private` `protected` 是用来定义类成员(包括数据成员成员函数)访问级别的关键字。这些修饰符决定了哪些部分的代码能够访问特定的数据或方法。 - **公共 (`public`)** 成员声明为 `public` 后,在任何地方都可以被访问,无论是该类内部还是外部其他对象实例化后的调用[^1]。 - **私有 (`private`)** 当成员标记为 `private` ,只有本类中的成员函数可以直接操作它们;即使是派生自当前类的新子类也不能直接存取基类里的私有成分[^2]。 - **受保护 (`protected`)** 对于 `protected` 的成员来说,除了允许所在类本身及其友元进行访问外,还开放给所有由此类型衍生出来的后代们去读写,不过对于外界而言依然是不可见的状态。 #### 继承特性下的表现形式 当涉及到继承关系时: - 如果父级采用的是公有的方式,则不论是在自己体内或是通过子代间接获取到的信息都将是公开可见; - 私密属性会阻止除自身之外的一切实体接触其内容物——即使是从这里延伸出去的家庭成员也不例外; - 而带有防护性质的部分会在直系亲属间流传开来成为共享资源,但对外界保持封闭状态。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 基础类别 BaseClass 展示不同访问级别下成员的行为模式 class BaseClass { public: int pubVar; // 可由所有人触及 private: int priVar; // 仅限BaseClass内使用 protected: int proVar; // 子孙可及,他人莫入 }; // 派生类 DerivedClass 显示如何处理来自BaseClass的不同类型的成员 class DerivedClass : public BaseClass { // 这里假设是公用继承 public: void show() const{ cout << "pubVar = " << this->pubVar << endl; //cout << "priVar = " << this->priVar << endl; // 编译错误:无法访问 private 成员 cout << "proVar = " << this->proVar << endl; } }; ```
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