可见性与访问控制

可见性

可见性指的是程序中变量、函数或类成员的可访问性。C++提供了不同的机制来控制这些实体的可见性：

内部可见性
- 通过 static 关键字修饰的变量或函数具有内部可见性，仅在定义它的源文件中可见。
- 内部可见性有助于隐藏实现细节，避免与其他文件中的符号冲突。
```
// file1.cpp
static int internalVar = 0; // 仅在 file1.cpp 内可见

static void internalFunction() { } // 仅在 file1.cpp 内可见
```
外部可见性
- 默认情况下，变量和函数具有外部可见性，可以在多个源文件之间共享。
- 使用 extern 关键字声明外部变量或函数，指示它在其他源文件中定义。
```
// file1.cpp
int externalVar = 1; // 外部可见

// file2.cpp
extern int externalVar; // 声明外部变量
```

访问控制

访问控制决定了对类成员的访问权限。C++ 提供了三种主要的访问控制修饰符：

public
- public 成员可以被任何函数访问，无论其定义在类内还是类外。
- 常用于接口部分，提供类的公共 API。
```
class MyClass {
public:
    int publicVar; // 公共成员
    void publicMethod(); // 公共方法
};
```
protected
- protected 成员只能被类本身和其派生类访问，不能被其他代码直接访问。
- 常用于需要在继承关系中共享数据，但不希望外部代码访问的情况。
```
class Base {
protected:
    int protectedVar; // 受保护成员
};

class Derived : public Base {
    void method() {
        protectedVar = 10; // 派生类可以访问
    }
};
```
private
- private 成员只能在类内部访问，外部代码和派生类无法直接访问。
- 常用于封装，实现数据隐藏，保护类内部的状态。
```
class MyClass {
private:
    int privateVar; // 私有成员
public:
    void setPrivateVar(int value) { privateVar = value; } // 公共接口
};
```

示例

public 成员示例

class MyClass {
public:
    int publicVar; // 公开成员，任何地方可以访问
};

void function() {
    MyClass obj;
    obj.publicVar = 5; // 直接访问公共成员
}

protected 成员示例

class Base {
protected:
    int protectedVar; // 受保护成员
};

class Derived : public Base {
public:
    void method() {
        protectedVar = 10; // 派生类可以访问
    }
};

private 成员示例

class MyClass {
private:
    int privateVar; // 私有成员
public:
    void setPrivateVar(int value) { privateVar = value; } // 公共接口
};

void function() {
    MyClass obj;
    // obj.privateVar = 5; // 编译错误: 不能访问私有成员
    obj.setPrivateVar(5); // 通过公共接口访问私有成员
}

最佳实践

合理使用访问控制
- 使用 public 修饰符暴露类的接口部分。
- 使用 protected 修饰符在继承关系中共享数据，但避免过度暴露。
- 使用 private 修饰符隐藏实现细节，确保类的封装性。
封装
- 封装是面向对象编程的核心原则之一，隐藏类内部的实现细节，提供清晰的公共接口。

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