C++读取访问权限冲突引发异常问题的原因分析

C++读取访问权限冲突引发异常问题的原因分析

问题描述

在C++中，我们可以通过访问权限指定成员变量和成员函数的可见性。而当我们在一个类的外部以非法方式访问一个私有成员变量或者私有成员函数时，C++编译器将会产生一个访问权限冲突的异常。这种异常会导致程序崩溃或者无法执行下去。本文将针对这个问题进行分析，帮助读者更好地理解其原因并寻找解决方案。

问题原因

访问权限的设置是C++的一项重要特性，通过访问权限我们可以控制成员变量和成员函数的可见性。在C++中，我们可以设置私有成员(private)、保护成员(protected)和公共成员(public)。私有成员只能在类的内部被访问，保护成员只能在类和其派生类中被访问，而公共成员可以在任何地方被访问。

当我们在一个类的外部以非法方式访问一个私有成员变量或者私有成员函数时，就会出现访问权限冲突的异常。这个异常的原因在于私有成员变量和成员函数是被编译器隐藏起来的，任何非法的访问行为都会被编译器检测并产生异常。这个异常会导致程序崩溃或者无法执行下去。

解决方案

为了解决访问权限冲突的异常问题，我们需要遵守所设定的访问权限，并使用合法的方式访问成员变量和成员函数。如果我们需要在类的外部访问私有成员，可以利用C++的友元函数、友元类或者公有成员函数来实现。除此之外，我们也可以使用继承机制来解决这个问题。

友元函数

友元函数是指在一个类的外部同时有访问它的私有成员的权限的函数。在C++中，我们可以通过声明友元函数来实现这一功能。下面是一个示例：

#include<iostream>
using namespace std;

class friend_class; //前向声明

class my_class {
private:
    int n;
public:
    friend void set_value(friend_class& obj, int value);
    void print_value() {
        cout << n << endl;
    }
};

class friend_class {
private:
    int n;
public:
    friend void set_value(friend_class& obj, int value);
    void print_value() {
        cout << n << endl;
    }
};

void set_value(friend_class& obj, int value) {
    obj.n = value;
}

int main() {
    my_class obj1;
    friend_class obj2;

    //设置私有变量n的值
    set_value(obj2, 10);

    //访问n的值
    obj1.print_value();
    obj2.print_value();

    return 0;
}

上述代码中，类my_class和类friend_class都需要访问对方的私有成员变量，因此它们互为友元类。set_value()函数被声明为my_class类和friend_class类的友元函数，可以在类外部访问类的私有成员变量。程序输出结果为：

0
10

继承

在C++中，我们可以使用继承机制来继承一个类的公共成员和保护成员。如果一个类继承了另一个类的保护成员，那么它也可以在其派生类中访问这些保护成员。如果一个类继承了另一个类的公共成员，那么它也可以在类外部访问这些公共成员。下面是一个继承示例：

#include<iostream>
using namespace std;

class my_class {
protected:
    int n;
};

class child_class : public my_class {
public:
    void set_value(int value) {
        n = value;
    }
    void print_value() {
        cout << n << endl;
    }
};

int main() {
    child_class obj;
    obj.set_value(10);
    obj.print_value();
    return 0;
}

上述代码中，子类child_class继承了父类my_class的保护成员n。在子类中，我们可以通过set_value()函数设置n的值，通过print_value()函数输出n的值。程序输出结果为：

10

总结

在C++中，访问权限是非常重要的特性。通过设置访问权限，我们可以保护类中内部数据的安全性。当我们以非法的方式访问私有成员变量或者私有成员函数时，C++编译器将会产生一个访问权限冲突的异常。为了解决这个问题，我们需要使用友元函数、友元类或者公有成员函数来访问私有成员，或者使用继承机制来访问保护成员。