C++初学者指南 第十篇(3)

必备技能10.3：使用保护的成员

正如我们所讨论的那样，基类的私有成员在派生类中是不能被访问的。这样一来，如果派生类想要访问基类的成员，似乎只能把这些成员在基类中声明为公有的了。但是，这样以来，程序中的其它代码也是可以访问这些公有成员的，这不是我们想要的。幸运的是，C++允许我们创建保护的成员，从而没有必要把派生类访问的成员在基类中声明为公有的。保护的成员在类的继承关系中是公有的，但是对于继承关系之外的代码来说又是私有的。

保护成员的创建是通过使用protected修饰符来完成的。当类的一个成员被声明为protected的时候，该成员就是私有的，只有一种情况例外。就是当该保护成员被继承的时候。此时，派生类是可以访问基类的保护成员的。因此，通过使用保护成员，我们就可以创建对于自身来说是私有的，但是派生类又可以访问的类的成员。protected修饰符也可以用于结构体。

下面的程序演示了保护成员：

//演示保护成员
#include <iostream>
using namespace std;
 
class B
{
protected:
    int i,j;
public:
    void set( int a, int b )
    {
        i = a;
        j = b;
    }
 
    void show()
    {
        cout <<  i << " " << j << "\n";
    }
};
 
class D : public B
{
    int k;
public:
    //D可以访问B类中的i和j。这是因为他们是保护的，而非私有的。
    void setk()
    {
         k = i * j;
    }
 
    void showk()
    {
        cout << k << "\n";
    }
 
};
 
int main()
{
    D ob;
    
    ob.set(1,2); //访问基类的共有成员
    ob.show();//访问基类的共有成员
 
    ob.setk();
    ob.showk();//访问派生类的公有成员
 
    return 0;
}

 

其中由于D公有地继承了B类，并且i和j在B类中被声明为保护成员，所以D的函数setk()就可以访问它们。如果i和j被声明为是private的，那么D就不能访问它们，程序也就不能成功编译了。

当派生类以公有的方式继承基类的时候，基类中的保护成员在派生类中也是保护成员。当基类被以私有的方式继承的时候，基类的保护成员在派生类中就变成了私有的成员了。

protected修饰符在声明类的时候可以出现在任何位置，但是通常它是被写在类的私有成员之后，而在共有成员之前。因此，最常用的完整的类的声明形式如下：

class 类名

{

private：

//私有成员,缺 省就是私有的。

protected：

//保护成员

public：

//共有成员

};

当然，其中的protected是一个可选项。

除了上面的类的保护成员外，关键字protected也可以用于基类被继承时候的访问限定符。当基类以保护的方式被继承的时候，其所有的公有和保护成员在派生类中都变成了保护成员。例如：

class D : protected B

{

    ///.....

};

那么，B中所有的非私有成员在D中都变成了保护的。

练习：

1. 当基类以private的方式被继承的时候，它的公有成员在派生类中都成了私有的成员。对吗？

2. 基类中的私有成员可否通过继承的方式在派生类中变成共有的？

3. 在继承关系中，使用哪个访问限定符可以使得基类的成员可以被访问，而不是私有的不能访问。

专家答疑

问：能对public，protected和private进行一个总结吗？

答：当类的成员被声明为共有的，它是可以被程序中任何的代码访问的。当类的成员被声明私有的，它只能被该类本身的成员访问。派生类不能访问基类中的私有成员。当一个成员被声明为保护的时候，它只能被自身类及其子类访问。所以，保护成员可以被继承但是在继承关系中则为私有的。

当基类以公有的方式被继承的时候，它的公有成员在派生类中依然是公有的，它的保护成员在派生类依然是保护的。当基类被以保护的方式继承的时候，它的公有和保护成员则在派生类中都变成了保护的。当基类被以私有的方式继承的时候，它的公有和保护成员在派生类中都是私有的。无论什么情况，基类中私有的成员都永远是该基类私有的。

构造函数与继承

在继承关系中，基类和派生类有可能都有自己的构造函数，这就存在一个很重要的问题：到底调用哪个构造函数来生成派生类的对象了，基类的构造函数，还是派生类的构造函数，或者两者都调用？这个问题的答案是这样的：基类的构造函数负责构建该对象的基类部分，派生类的构造函数负责构建该对象的派生类部分。这样做是合理的，这是因为基类是不能感知并访问派生类的成员的。因此它们各自部分的构造必须是分开的。前面的示例程序中采用了C++提供的缺省的构造函数，因此没有什么问题。但是，实际应用中大部分的类都会定义构造函数。这里我们就针对这种情况进行讨论。

当只有派生类中定义了构造函数的时候，处理起来很简单：直接生成派生类的对象。其中基类的部分自动调用缺省的构造函数。例如，下面是Triangle类的另外一个版本，这个版本中，我们为Triangle类定义了构造函数。同时，还把style成员声明为私有的，它在构造函数中被赋值。

// 为Triangle类定义构造函数
 
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
 
//二维对象类
class TwoDShape
{
    double width;
    double height;
public:
    void showDim()
    {
        cout << "Width and height are "  
            << width  << " and " << height << "\n";
    }
 
    //访问函数
    double getWidth() { return width; };
    double getHeight() { return height; };
    void setWidth(double w ) { width = w ; };
    void setHeight(double h ) { height = h; };
};
 
//Triangle类是从TwoDShape类中继承而来的
class Triangle : public TwoDShape
{
    char style[20];
 
public:
 
    // 构造函数
    Triangle( char *str, double w, double h)
    {
        //初始化TwoDShape的部分
        setWidth(w);
        setHeight(h);
 
        //对Triangle类特有的部分进行初始化
        strcpy(style,str);
    }
 
    double area()
    {
        return getWidth() * getHeight() / 2;
    }
 
    void showStyle()
    {
        cout << "Triangle is " << style << "\n";
    }
};

其中，Triangle类的构造函数对从TwoDShape类中继承来的以及自己增加的成员都进行了初始化。

当基类和派生类中都定义了构造函数的时候，情况就有点复杂，因为此时基类和派生类的构造函数都是要被执行的。