把 C++ 想象成人類社會。
訪問許可權、繼承、友元將無比真實的反應人類社會中的種種關係。
一、類內部訪問許可權
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+---------+ |class | --> 人 +---------+ |public | --> 你能幹啥 |protected| --> 你留下啥 |private | --> 你藏了啥 +---------+ |friend | --> 你的圈子 +---------+ |
幾乎所有人都知道你能幹啥，這某種程度上是你在這個社會的價值體現。但這些不相干的人，並不知道你留下了啥，是萬貫家財？還是詩書傳承？誰知道？你的家人知道（類內部），你的後代知道（子類），你的朋友知道（友元）。至於你藏了些啥，除了你的家人（類內部），可能也只有幾位密友（友元）瞭解。
二、繼承時訪問許可權
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+---------+ |Inherits | --> 繁衍後代 +---------+ |public | --> 嫡出 |protected| --> 庶出 |private | --> 私生 +---------+ |
C++ 的社會沒有計劃生育，也似乎沒有限制一夫一妻。所以就存在正房和偏房的問題，嫡長子光明正大（public）的繼承了你的財產和光環（public, protected）。其餘庶出（protected）的就沒那麼好運了，僅僅能夠分到一點財產（protected, protected）。而風流快活的產物——私生子（private）更是可憐，分到的東西誰也說不得，是私密。（private，private）。
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class Father { public: int x; protected: int y; private: int z; }; class FirstSon : public Father { // x is public // y is protected // z is not accessible from Father }; class SecondSon : protected Father { // x is protected // y is protected // z is not accessible from Father }; class Illegitimate : private A { // x is private // y is private // z is not accessible from Father }; |
三、開始處理各種繼承問題（兩種訪問許可權的混搭）
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class Base { protected: int prot_mem; }; class Sneaky : public Base { friend void clobber(Sneaky &s) { s.j = s.prot_mem = 0; } friend void clobber(Base &b) { b.prot_mem = 0; } // error int j; }; |
prot_mem 是 Base 的 protected 成員。那麼對於 以 public 的姿勢繼承 Base 的子類 Sneaky 來說，它可以取得該成員（嫡長子）。
而第一個 clobber 作為 Sneaky 的密友，自然也可以取得 Sneaky 的成員，如其自己的 j，以及繼承自父類的 prot_mem。
第二個 clobber 作為 Sneaky 的密友，卻妄想去直接拿其父親留下的 prot_mem，這顯然是不合理的。 注意這裡與上面那個的區別，該密友越過了 Sneaky，直接去拿其父親的遺物，這是違背了社會法規的。
再來看三代同堂：
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// 父 class Base { public: int pub_mem; protected: int prot_mem; private: int pri_mem; }; // 子 struct Pub_Derv : public Base { int f() { return prot_mem; } int g() { return pri_mem; } // error }; struct Priv_Derv : private Base { int f1() const { return prot_mem; } }; // 孫 struct Derived_from_Public : public Pub_Derv { int use_base() { return prot_mem; } }; struct Derived_from_Private : public Priv_Derv { int use_base() { return prot_mem; } // error }; |
- 注意第一個 error 處，是由於嫡長子去觸及父親藏起來的東西導致的。
- 再看第二個 error 處，是由於私生子的兒子想去拿爺爺留下的東西導致的。
細分析，兒子輩，一個嫡長子一個私生子，prot_mem 是祖輩留下之物，雖然兩個兒子都繼承了，但對於嫡長子來說，prot_mem 仍舊是可以遺留之物(protected許可權)；而對於私生子來說，prot_mem 卻成了需藏起來之物(private許可權)。那麼，到了孫子輩，長房長孫繼續拿到祖輩繼承之物，而反觀私房長孫，卻和祖輩幾乎毫無瓜葛了。
再來看一個朋友亂入的：
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class Base { friend class Pal; protected: int prot_mem; }; class Sneaky : public Base { int j; }; class Pal { public: int f(Base b) { return b.prot_mem; } int f2(Sneaky s) { return s.j; } // error int f3(Sneaky s) { return s.prot_mem; } }; class D2 : public Pal { public: int mem(Base b) { return b.prot_mem; } // error }; |
Pal 是父親的密友，拿到父親所留之物理所當然。然而直接跑去拿兒子的私物，卻不合情理。但如果只是拿兒子所繼承的父親遺留之物呢？這是可能的，在很多情況下，也是合情合理的。（可能所留本來就有密友的份）。
好了，如果父親的密友也有了嫡長子，他去拿該父親的所留之物呢？這就有點不講規矩了，密友關係僅存在於父輩兩者之間，繼承者無論如何也無法去拿上一輩朋友的東西的。
四、私生子的逆襲
從上面的一些例子，可以很明顯的看到私生子的慘狀，只要私生，祖上的一切接變成 private，幾乎沒法再傳承下去。
幸好 C++ 的社會裡倒也公平，提供了一個 using 關鍵字，讓私生子也有了逆襲的機會。如下例：
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#include <cstddef> class Base { public: std::size_t size() const { return n; } protected: std::size_t n; }; class Derived : private Base { public: using Base::size; protected: using Base::n; }; |
所謂私生子的 Derived，原本 size 和 n 都是私有成員，經過 using 宣告後，前者為 public，後者為 protected。逆襲成功。
以上皆是對 C++ 物件導向體系中，類內部及繼承時成員可見度規則的一些調侃。
祝願那些還在這個社會體系中混的程式設計師們，讓自己的家族開枝散葉，生生不息~
（更高階的齊家之道，估計還要學習設計模式才好。）