C++中作用域（public，private，protected

在C++中，public、private 和 protected 是用于控制类成员（变量和函数）访问权限的关键字。它们决定了类成员在代码中的可见性和可访问性。在学习时候，对于public是最容易理解的，对于private也好理解，但是对于protected总是会有混淆，整理如下；

以下是它们的详细规则和应用场景：

1. public（公有成员）

• 规则：

  • 公有成员可以在任何地方被访问，包括：

    • 类内部。

    • 类外部的代码（通过对象或指针）。

    • 派生类（子类）。

• 示例：

class MyClass {
public:
  int publicVar; // 公有变量
  void publicMethod() {
    // 可以在任何地方调用
  }
};

int main() {
  MyClass obj;
  obj.publicVar = 10;       // 合法：外部直接访问
  obj.publicMethod();       // 合法：外部调用
  return 0;
}

2. private（私有成员）

• 规则：

  • 私有成员只能在类的内部或类的**友元（friend）**中访问。

  • 派生类无法直接访问基类的私有成员。

• 设计意义：

  • 封装类的内部实现细节，防止外部直接修改关键数据。

  • 例如：类的内部状态、辅助工具函数等。

• 示例：

class MyClass {
private:
  int privateVar; // 私有变量
  void privateMethod() {
    // 只能在类内部或友元中调用
  }

public:
  void setVar(int value) {
    privateVar = value;  // 合法：类内部访问私有成员
  }
};

int main() {
  MyClass obj;
  // obj.privateVar = 10;    // 非法：外部无法访问私有成员
  // obj.privateMethod();    // 非法：外部无法调用私有方法
  obj.setVar(10);           // 合法：通过公有方法间接修改私有变量
  return 0;
}

//下面考虑private修饰符，在子类的进一步示例
class MyClassChild public MyClass {

public:
  void childSetVar(int value) {
    // privateVar = value;  // 非法，在子类中即便通过子类的自定义函数也无法访问
    setVar(value); // 合法，通过父类的方法可以访问private
  }
};

3. protected（保护成员）

• 规则：

  • 保护成员可以在类的内部、友元以及派生类中访问。

  • 类外部的代码（非友元）无法直接访问。

• 设计意义：

  • 允许派生类扩展基类的功能，同时保持对外的封装性。

  • 例如：基类中需要被子类重写的方法或需要被子类直接访问的数据。

• 示例：

class Base {
protected:
  int protectedVar; // 保护变量
};

class Derived : public Base {
public:
  void modifyVar() {
    protectedVar = 20;  // 合法：派生类内部访问基类的保护成员
  }
};

int main() {
  Derived obj;
  // obj.protectedVar = 10;  // 非法：外部无法直接访问保护成员
  obj.modifyVar();          // 合法：通过派生类的公有方法间接修改
  return 0;
}

4. 总结（不考虑友元场景）

• public：开放接口，供所有代码使用。

• private：完全封装，仅限制在声明变量的类内成员函数可以访问。

• protected：半开放接口，对于子类成员函数开放；子类和基类的成员函数都可以访问

• 继承方式决定了基类成员在派生类中的“可见性上限”。

• 如果在BASE类中定义了一个变量；  再定义一个子类，子类中对于该变量访问规则如下

	基类	子类
public	任何支持的语法进行访问	任何支持的语法进行访问
private	只有基类成员函数可以访问	不可见，只能通过父类成员函数访问
protected	只有基类成员函数可以访问	可见，可以在子类的成员函数中进行访问；