关于C++面向对象设计的访问性问题详解

前言

在C++中，面向对象编程(OOP)是一种重要的编程范式，它将数据和操作数据的方法封装在一个单元内。访问性是OOP中的一个重要概念，它定义了类中成员（数据和函数）的可访问性，即外部代码对成员的可见性和可访问性。通过明确访问控制规则，可以确保数据的封装性，隐藏实现细节，并提供一种规范的方式来与类交互。

公有访问性（Public Accessibility）

C++中的public关键字用于声明公有成员，公有成员对于外部代码是可见和可访问的。这意味着外部代码可以直接访问公有成员，包括数据成员和成员函数。

class Example {
public:
    int publicData;
    
    void publicMethod() {
        // 公有方法代码
    }
};

公有访问性允许其他类、函数或对象直接访问公有成员。这种访问方式在封装性方面较弱，因为外部代码可以直接修改公有数据，破坏了类的内部状态。

私有访问性（Private Accessibility）

私有成员只对定义它们的类内部可见和可访问。私有成员在类定义的私有部分进行声明，外部代码无法直接访问私有成员。

class Example {
private:
    int privateData;
    
    void privateMethod() {
        // 私有方法代码
    }
};

私有访问性提供了更好的封装性，可以隐藏类的内部实现细节。外部代码无法直接访问私有成员，只能通过公有方法来间接访问或修改私有数据。这为类的设计者提供了更多的灵活性，可以在公有方法中对私有成员进行合适的控制和验证。

保护访问性（Protected Accessibility）

受保护的成员对于定义它们的类以及其派生类是可见和可访问的。protected关键字用于声明受保护的成员。

class Base {
protected:
    int protectedData;
    
    void protectedMethod() {
        // 保护方法代码
    }
};

class Derived: public Base {
public:
    void someMethod() {
        protectedData = 10; // 可访问继承自基类的受保护成员
        protectedMethod(); // 可调用继承自基类的受保护方法
    }
};

受保护访问性的主要用途是允许派生类访问基类的成员，从而实现继承和扩展。外部代码无法直接访问受保护成员，但可以通过派生类的公有方法来访问或修改。

总结

通过在C++中明确定义成员的访问性，可以在对象间建立正确的交互方式。公有访问性提供了最高的可访问性，但在封装性方面较弱。私有访问性提供了更好的封装性，隐藏了内部实现。受保护访问性允许派生类访问基类的成员，实现继承和扩展。设计者应根据封装性、安全性和可维护性的需求来选择适当的访问性。