C++非继承时函数成员访问属性和类继承过程中的访问控制

一、非继承时public、protected和private成员的访问属性

C++中保护成员使用protected进行声明，那么protected、public和private三者有什么区别呢？

先说结论：非继承时，protected成员和private成员没有任何区别，都是类内部可以直接访问它们、类外部的类对象不可访问它们、类内部的类对象可以访问它们；相比之下，public成员在类内部、类外部的类对象、类内部的类对象中都是可直接访问的。

下面定 义的Bird类：

class Bird {
public:
    Bird() { 
        eat();   // 正确，类内可以访问保护成员
    };
protected:
    void eat() { printf("Bird eating \n"); }
};

上述代码表明，类内是可以直接访问protected成员的，下面来看类外部的类对象：

int main() {
    Bird bird();
    bird.eat();  // 错误，protected成员类外部对象不可访问
}

上述代码表明，类外部类对象是不能直接访问protected成员的。

所以说，非继承时protected成员和private成员没有差别。它们真正展示出差异是在“基类和子类的继承”时，具体分析留在后面日志。

重点：上述分析强调了“类外部的类对象和类内部的类对象”是不同的（类内部类对象是指：Bird类的复制构造函数就使用Bird类对象的引用可以访问其私有成员和保护成员）。因此，才要特殊指明“类外部的类对象不能访问protected和private成员，类内部的类对象可以访问其protected和private成员”。

二、C++类继承过程中访问控制

在子类继承父类的过程中，子类可以指定以何种方式继承父类：public继承、protected继承和private继承，这个过程可以称为“访问控制”。

在学习访问控制之前，需要知道类含有三种成员：public成员、protected成员、private成员。在非继承的情况下，这三种成员的访问属性是不同的：public成员在类内部和外部均可被直接访问；protected和private成员均可以被类内部和类内部的类对象访问，均不能被类外部的类对象访问。为了便于自己记忆，称这个规则为“非继承时三种成员的访问法则”
此知识点的复杂性在于继承方式有三种，每种继承方式又对应三种成员，所以一共是九种情况。

为此，采用表格形式记录如下：

上表中“子类吸收后”表示父类成员在子类中是何种身份（身份指：public或protected或private），也就是说不同的继承类型使得父类成员在子类中的身份不同。

比如：在protected继承类型中，父类中的public成员对应在子类中为protected成员，此时子类内部（指成员函数和子类对象）可以访问该protected成员，但是子类外部的子类对象无法访问该成员。也就是说，通过protected类型的继承，该成员从父类中的public成员变为子类中的protected成员。

下面是public继承的例子，其中父类为Animal，子类为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); }
};

父类Animal中分别定义了public类型的eat()函数、protected类型的run()函数、private类型的showAge()函数。子类可以通过选择不同的继承方式，改变这几个函数在子类中的访问属性：

class Duck:public Animal {
public:
    Duck(int age_) :Animal(age_) { 
        printf("init Duck! \n");
        run(); // 正确，子类内部可以访问基类public成员
        eat(); // 正确，子类内部可以访问基类protected成员
        showAge(); // 错误，子类内部不可访问基类的private成员
    };
};

总结：

按照自己目前的理解，不管继承方式为public、protected和private三种中的哪一个，父类的private成员对应到子类中均“不可直接访问”。此外，子类不继承父类的构造函数和析构函数。

疑惑：

书中所说的“不可直接访问”，目前自己并不知道如何间接访问，猜测可能是采用 “get” 和 “set” 方式进行间接访问。

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