C++类成员的访问范围（C++ private、public、protected）

在类的定义中，可以用 private、public 和 protected 三种关键字来指定成员可被访问的范围。

private：用来指定私有成员。一个类的私有成员，不论是成员变量还是成员函数，都只能在该类的成员函数内部才能被访问。

public：用来指定公有成员。一个类的公有成员在任何地方都可以被访问。

protected：用来指定保护成员。这需要等介绍“继承”之后再解释。

三种关键字出现的次数和先后次序都没有限制。成员变量的可访问范围由离它前面最近的那个访问范围说明符决定。

如果某个成员前面没有访问范围说明符，则对 class 来说，该成员默认地被认为是私有成员；对 struct 来说，该成员默认地被认为是公有成员。例如：

class A
{
    int m, n;
public:
    int a, b;
    int func1();
private:
    int c, d;
    void func2();
public:
    char e;
    int f;
    int func3();
};

在上面的类 A 中，成员 a、b 和 func1 是公有的，c、d 和 func2 是私有的，e、f 和 func3 又是公有的。m 和 n 没有指定可访问范围，则是私有的。如果把 class 换成 struct，那么 m 和 n 就是公有的。

下面的程序可以说明公有成员和私有成员的区别。假设一个企业员工管理程序的一小部分代码如下：

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
class CEmployee {
private:
    char szName[30];  //名字
public:
    int salary;  //工资
    void setName(char* name);
    void getName(char* name);
    void averageSalary(CEmployee el, CEmployee e2);
};
void CEmployee::setName(char* name) {
    strcpy(szName, name);  //ok
}
void CEmployee::getName(char* name) {
    strcpy(name, szName);  //ok
}
void CEmployee::averageSalary(CEmployee el, CEmployee e2)
{
    salary = (el.salary + e2.salary) / 2;
}
int main()
{
    CEmployee e;
    strcpy(e.szName, "Tom1234567889");  //编译出错，不能访问私有成员
    e.setName("Tom");  //ok
    e.salary = 5000;  //ok
    return 0;
}

在上面的程序中，szName 是私有成员，其他成员都是公有的。

私有成员只能在成员函数内部访问，因此第 14 行和第 17 行没有问题，这两条语句都是在访问函数所作用的那个对象的 szName 私有成员。另外，类的成员函数内部可以访问任何同类对象的私有成员。

所谓成员函数内部，指的就是成员函数的函数体内部。main 函数中的语句，如第 26 行，当然就不在 CEmployee 的成员函数内部，因此该行试图访问 e 这个对象的 szName 私有成员变量就会导致编译错误。

而第 27 行虽然也不属于 CEmployee 类的成员函数内部，但其访问的是对象 e 的公有成员 setName，因此没有问题。同理，第 28 行也没有问题。

在 CEmployee 类的成员函数外面，若要访问 CEmployee 对象的 szName 私有成员变量，不能直接访问，只能通过两个成员函数 setName 和 getName 间接进行访问。

“隐藏”的作用

设置私有成员的机制叫作“隐藏”。“隐藏”的一个目的就是强制对成员变量的访问一定要通过成员函数进行。这样做的好处是，如果以后修改了成员变量的类型等属性，只需要更改成员函数即可；否则，所有直接访问成员变量的语句都需要修改。

以上面的企业员工管理程序为例，如果 szName 不是私有的，那么整个程序中可能会有很多类似于第 26 行

strcpy(man1, szName, "Tom1234567889");

这样的语句。假设需要将该程序移植到内存空间紧张的手持设备上，希望将 CEmployee 类的成员变量 szName 改为 char szName[5]，以便节约空间，那么所有这样的语句都要找出来检查一番并修改，以防止数组越界。这显然很麻烦。

如果将 szName 变为私有的，则除了 CEmployee 类的成员函数内部，其他地方不可能出现第 26 行那样对 szName 直接访问的语句，所有对 szName 的访问都是通过成员函数进行的。例如：

e.setName("Tom12345678909887");

就算 szName 的长度变短了，上面的语句也不需要修改，只要修改 setName 成员函数，在其中去掉超长的部分，确保数组不越界就可以了。

可见，“隐藏”有利于程序的修改。

“隐藏”机制还可以避免对对象的不正确操作。有的成员函数只是设计用来让同类的成员函数调用的，并不希望对外开放，因此就可以将它们声明为私有的，隐藏起来。

现代软件开发绝大多数是合作完成的，一个程序员设计了一个类，可能被许多程序员使用。在设计类的时候，应当尽可能隐藏使用者不需要知道的实现细节，只留下必要的接口（即一些成员函数）来对对象进行操作，这样能够避免类的使用者随意使用成员函数和成员变量而导致错误。

就像数字照相机的设计者会用外壳将内部的电路全部封装隐藏起来，用户不需要知道数字照相机的具体工作原理以及其中有哪些器件，只要能通过设计者留下的接口，即外壳上的各种按钮来使用照相机即可。如果把内部的电路、器件、开关都暴露给用户，那么外行用户很可能会把照相机弄坏。