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C++类定义语法访问控制权限说明

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发布： 2025-08-28 14:30:07

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C++类定义通过class关键字声明成员变量和函数，并用private、public、protected控制访问权限：private成员仅类内和友元可访问，public成员对外公开，protected成员允许派生类访问；成员函数在类内定义默认为inline，类外定义需显式声明inline；友元函数或类可突破封装访问私有成员，常用于运算符重载或性能优化，但应谨慎使用以维护封装性。

c++类定义语法访问控制权限说明

C++类定义的核心在于声明类的成员变量和成员函数，并控制对它们的访问权限。访问控制权限决定了类的外部（以及派生类）如何访问这些成员。

解决方案

C++中使用

class

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关键字定义类。一个基本的类定义如下：

class MyClass {
private:
  // 私有成员变量和函数
public:
  // 公有成员变量和函数
protected:
  // 保护成员变量和函数
};

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```
class MyClass
```
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：声明了一个名为
```
MyClass
```
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的类。
```
private
```
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：指定私有访问权限。私有成员只能由类的成员函数和友元函数访问。
```
public
```
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：指定公有访问权限。公有成员可以被类的任何部分访问，包括外部代码。
```
protected
```
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：指定保护访问权限。保护成员可以被类的成员函数、友元函数以及派生类的成员函数访问。

具体示例

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#include <iostream>

class Dog {
private:
  std::string name; // 狗的名字，私有成员
  int age;          // 狗的年龄，私有成员

protected:
  void bark() { // 叫的方法，保护成员
    std::cout << "Woof!" << std::endl;
  }

public:
  Dog(std::string n, int a) : name(n), age(a) {} // 构造函数

  void displayInfo() { // 显示信息的方法，公有成员
    std::cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << std::endl;
  }

  void celebrateBirthday() { //庆祝生日
    age++;
    std::cout << "Happy birthday, " << name << "! Now " << age << " years old." << std::endl;
  }
};

class GuardDog : public Dog {
public:
  GuardDog(std::string n, int a) : Dog(n, a) {}

  void guard() {
    std::cout << "GuardDog is guarding..." << std::endl;
    bark(); // 可以访问基类的protected成员
  }
};

int main() {
  Dog myDog("Buddy", 3);
  myDog.displayInfo(); // 可以访问公有成员
  myDog.celebrateBirthday();

  GuardDog myGuardDog("Rocky", 5);
  myGuardDog.guard();

  // myDog.name = "NewName"; // 错误：无法访问私有成员
  return 0;
}

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为什么需要访问控制权限？

访问控制权限是面向对象编程中的一个关键概念，它封装性。封装性隐藏了类的内部实现细节，只暴露必要的接口给外部使用。这有几个好处：

防止意外修改： 阻止外部代码直接修改类的内部状态，确保数据的一致性和有效性。例如，如果
```
Dog
```
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类的
```
age
```
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成员是公有的，外部代码可能将其设置为负数，这显然是不合理的。
简化维护： 当类的内部实现发生变化时，只要公有接口保持不变，外部代码就不需要修改。
提高代码可读性： 通过明确哪些成员是公有的，哪些是私有的，可以更容易地理解类的设计意图。

成员函数在类定义内还是类定义外定义有什么区别？

在类定义内定义的成员函数会被编译器默认为

inline

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函数，这通常适用于函数体比较小的函数。内联函数可以减少函数调用的开销，提高程序的执行效率。在类定义外定义的成员函数则不会默认是内联的，但可以使用

inline

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关键字显式声明为内联函数。

例如：

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class MyClass {
public:
  void inlineFunc() { // 在类内定义，默认inline
    std::cout << "Inline function" << std::endl;
  }

  void nonInlineFunc(); // 在类内声明，在类外定义
};

inline void MyClass::nonInlineFunc() { // 显式声明为inline
  std::cout << "Non-inline function" << std::endl;
}

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选择在哪定义成员函数通常取决于函数的复杂度和性能需求。简单的函数适合在类内定义，而复杂的函数适合在类外定义，以提高代码的可读性。

友元函数和友元类是什么？它们有什么作用？

友元函数和友元类允许外部函数或类访问类的私有和保护成员。友元关系是一种特权关系，打破了类的封装性，因此应该谨慎使用。

友元函数示例：

#include <iostream>

class Box {
private:
  double width;

public:
  Box(double w) : width(w) {}

  friend void printWidth(Box box); // 声明友元函数
};

void printWidth(Box box) {
  // 友元函数可以访问Box类的私有成员
  std::cout << "Width of box : " << box.width << std::endl;
}

int main() {
  Box box(10.0);
  printWidth(box);
  return 0;
}

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友元类示例：

#include <iostream>

class A {
private:
  int x;
public:
  A(int val) : x(val) {}
  friend class B; // B是A的友元类
};

class B {
public:
  void display(A a) {
    std::cout << "Value of A::x is " << a.x << std::endl; // 可以访问A的私有成员
  }
};

int main() {
  A a(5);
  B b;
  b.display(a);
  return 0;
}

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友元函数和友元类通常用于以下情况：