C++類成員的訪問權限

前面我們在定義類時多次使用到了 public 關鍵字，表示類的成員具有“公開”的訪問權限，這節我們就來詳細講解。

C++通過 public、protected、private 三個關鍵字來控制成員變量和成員函數的訪問權限，它們分別表示公有的、受保護的、私有的，被稱為成員訪問限定符。所謂訪問權限，就是你能不能使用該類中的成員。

Java、C# 程序員注意，C++ 中的 public、private、protected 只能修飾類的成員，不能修飾類，C++中的類沒有共有私有之分。

在類的內部（定義類的代碼內部），無論成員被聲明為 public、protected 還是 private，都是可以互相訪問的，沒有訪問權限的限制。

在類的外部（定義類的代碼之外），只能通過對象訪問成員，並且通過對象只能訪問 public 屬性的成員，不能訪問 private、protected 屬性的成員。

本節重點講解 public 和 private，protected 將在繼承中講解。

下面通過一個 Student 類來演示成員的訪問權限：

#include <iostream>
using namespace std;

//類的聲明
class Student{
private:  //私有的
    char *m_name;
    int m_age;
    float m_score;

public:  //共有的
    void setname(char *name);
    void setage(int age);
    void setscore(float score);
    void show();
};

//成員函數的定義
void Student::setname(char *name){
    m_name = name;
}
void Student::setage(int age){
    m_age = age;
}
void Student::setscore(float score){
    m_score = score;
}
void Student::show(){
    cout<<m_name<<"的年齡是"<<m_age<<"，成績是"<<m_score<<endl;
}

int main(){
    //在棧上創建對象
    Student stu;
    stu.setname("小明");
    stu.setage(15);
    stu.setscore(92.5f);
    stu.show();

    //在堆上創建對象
    Student *pstu = new Student;
    pstu -> setname("李華");
    pstu -> setage(16);
    pstu -> setscore(96);
    pstu -> show();

    return 0;
}

運行結果：
小明的年齡是15，成績是92.5
李華的年齡是16，成績是96

類的聲明和成員函數的定義都是類定義的一部分，在實際開發中，我們通常將類的聲明放在頭文件中，而將成員函數的定義放在源文件中。

類中的成員變量 m_name、m_age 和m_ score 被設置成 private 屬性，在類的外部不能通過對象訪問。也就是說，私有成員變量和成員函數只能在類內部使用，在類外都是無效的。

成員函數 setname()、setage() 和 setscore() 被設置為 public 屬性，是公有的，可以通過對象訪問。

private 後面的成員都是私有的，直到有 public 出現才會變成共有的；public 之後再無其他限定符，所以 public 後面的成員都是共有的。

成員變量大都以m_開頭，這是約定成俗的寫法，不是語法規定的內容。以m_開頭既可以一眼看出這是成員變量，又可以和成員函數中的形參名字區分開。

以 setname() 為例，如果將成員變量m_name的名字修改為name，那麼 setname() 的形參就不能再叫name了，得換成諸如name1、_name這樣沒有明顯含義的名字，否則name=name;這樣的語句就是給形參name賦值，而不是給成員變量name賦值。

因為三個成員變量都是私有的，不能通過對象直接訪問，所以必須借助三個 public 屬性的成員函數來修改它們的值。下面的代碼是錯誤的：

Student stu;
//m_name、m_age、m_score 是私有成員變量，不能在類外部通過對象訪問
stu.m_name = "小明";
stu.m_age = 15;
stu.m_score = 92.5f;
stu.show();

簡單地談類的封裝

private 關鍵字的作用在於更好地隱藏類的內部實現，該向外暴露的接口（能通過對象訪問的成員）都聲明為 public，不希望外部知道、或者只在類內部使用的、或者對外部沒有影響的成員，都建議聲明為 private。

根據C++軟件設計規范，實際項目開發中的成員變量以及只在類內部使用的成員函數（只被成員函數調用的成員函數）都建議聲明為 private，而只將允許通過對象調用的成員函數聲明為 public。

另外還有一個關鍵字 protected，聲明為 protected 的成員在類外也不能通過對象訪問，但是在它的派生類內部可以訪問，這點我們將在後續章節中介紹，現在你只需要知道 protected 屬性的成員在類外無法訪問即可。

有讀者可能會提出疑問，將成員變量都聲明為 private，如何給它們賦值呢，又如何讀取它們的值呢？

我們可以額外添加兩個 public 屬性的成員函數，一個用來設置成員變量的值，一個用來修改成員變量的值。上面的代碼中，setname()、setage()、setscore() 函數就用來設置成員變量的值；如果希望獲取成員變量的值，可以再添加三個函數 getname()、getage()、getscore()。

給成員變量賦值的函數通常稱為 set 函數，它的名字通常以set開頭，後跟成員變量的名字；讀取成員變量的值的函數通常稱為 get 函數，它的名字通常以get開頭，後跟成員變量的名字。

除了 set 函數和 get 函數，在創建對象時還可以調用構造函數來初始化各個成員變量，我們將在《C++構造函數》一節中展開討論。不過構造函數只能給成員變量賦值一次，以後再修改還得借助 set 函數。

這種將成員變量聲明為 private、將部分成員函數聲明為 public 的做法體現了類的封裝性。所謂封裝，是指盡量隱藏類的內部實現，只向用戶提供有用的成員函數。

有讀者可能會說，額外添加 set 函數和 get 函數多麻煩，直接將成員變量設置為 public 多省事！確實，這樣做 99.9% 的情況下都不是一種錯誤，我也不認為這樣做有什麼不妥；但是，將成員變量設置為 private 是一種軟件設計規范，尤其是在大中型項目中，還是請大家盡量遵守這一原則。

為了減少代碼量，方便說明問題，本教程中的類可能會將成員變量設置為 public，請讀者不要認為這是一種錯誤。

對private和public的更多說明

聲明為 private 的成員和聲明為 public 的成員的次序任意，既可以先出現 private 部分，也可以先出現 public 部分。如果既不寫 private 也不寫 public，就默認為 private。

在一個類體中，private 和 public 可以分別出現多次。每個部分的有效范圍到出現另一個訪問限定符或類體結束時（最後一個右花括號）為止。但是為了使程序清晰，應該養成這樣的習慣，使每一種成員訪問限定符在類定義體中只出現一次。

下面的類聲明也是完全正確的：

class Student{
private:
    char *m_name;
private:
    int m_age;
    float m_score;
public:
    void setname(char *name);
    void setage(int age);
public:
    void setscore(float score);
    void show();
};