C++的访问控制（封装）

访问说明符

在之前的我们介绍了如何定义一个简单的类，那时候使用的是struct关键字。在C++中，还可以使用访问说明符来控制成员的可访问性。如果想要控制成员的可访问性，需要在定义类时使用class关键字。访问说明符有以下几种：

1. public：公有成员可以被任何人访问，无论是类的对象还是类的成员函数。

2. private：私有成员只能被类的成员函数和其友元函数访问。这是class类成员的默认访问级别。

3. protected：受保护成员可以被类的成员函数、派生类的成员函数以及友元函数访问，但不能被类对象直接访问。

使用class和struct定义类的唯一区别是默认的访问权限。

class默认的访问权限为private，而struct默认的访问权限为public。

下面是一个简单的例子，展示了如何在类中使用这些访问控制符：

class MyClass {
public:
    int publicVar; // 公有成员变量

    MyClass() : publicVar(0), privateVar(0), protectedVar(0) {}

    void publicFunction() {
        // 可以访问public, private, 和 protected成员
    }

private:
    int privateVar; // 私有成员变量

    void privateFunction() {
        // 可以访问public, private, 和 protected成员
    }

protected:
    int protectedVar; // 受保护成员变量

    void protectedFunction() {
        // 可以访问public, private, 和 protected成员
    }
};

class Derived : public MyClass {
    // Derived类可以访问MyClass的public和protected成员，但不能直接访问private成员
};

int main() {
    MyClass obj;
    obj.publicVar = 1; // 正确：public成员可以在类外部访问
    // obj.privateVar = 2; // 错误：private成员不能在类外部访问
    // obj.protectedVar = 3; // 错误：protected成员不能在类外部通过类的对象访问

    return 0;
}

在这个例子中，publicFunction、privateFunction和protectedFunction都可以在类内部访问所有类型的成员变量，但是从类外部只能访问public成员。派生类可以访问public和protected成员，但不能访问private成员。

友元

当我们把类的成员声明为private，在类外就不能调用类的成员了，那么有没有一种方法能够调用class声明的类？其中一种方法就是将我们想要类访问的接口声明为public，而另一种方法就是将其他类或者想要调用的函数声明为友元。

下面是一个使用友元函数的例子：

#include <iostream>

class Box {
// 声明一个友元函数
friend void printWidth(Box box);
private:
    double width;

public:
    Box() : width(0) {}

    void setWidth(double wid) {
        width = wid;
    }
};

// 定义一个友元函数
void printWidth(Box box) {
    // printWidth()是Box的友元，它可以直接访问Box的任何成员
    std::cout << "Width of box: " << box.width << std::endl;
}

int main() {
    Box box;

    // 使用成员函数设置宽度
    box.setWidth(10.0);

    // 使用友元函数输出宽度
    printWidth(box);

    return 0;
}

一般来说，在类定义开始或结束前的位置集中声明友元。

在类中的友元定义仅仅制定了访问权限，并非函数声明。这意味着我们必须在类外重新声明并定义这个类。尽管有些编译器可以仅声明友元，但最好还是提供一个独立的函数声明。