C++ 中的访问控制符

本课属于 Coddy C++ 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 34 课，共 104 课。

C++ 提供了三种访问修饰符，用于控制谁可以访问类成员：public、protected 和 private。它们构成了封装的基础。

class Account {
public:
    std::string ownerName;      // 可以从任何地方访问
    
protected:
    double interestRate;        // 可以在此类及其派生类中访问
    
private:
    double balance;             // 只能在此类内部访问
};

公有成员可以从任何地方访问，包括类内部、派生类以及外部代码。私有成员的限制最严格，只能在类本身内部访问。受保护介于两者之间：对外部代码来说，它的作用类似于私有成员，但派生类可以访问这些成员。

class Account {
private:
    double balance;
    
public:
    Account() : balance(0) {}
    
    void deposit(double amount) {
        balance += amount;    // 可以，在类内部
    }
};

int main() {
    Account acc;
    acc.deposit(100);         // 可以，deposit 是公有的
    // acc.balance = 500;     // 错误：balance 是私有的
}

默认情况下，如果没有指定访问修饰符，类中的所有成员都是私有的。这样可以鼓励你明确决定要公开哪些内容。通常的做法是将数据成员设为私有，并提供公有方法，以便安全地与它们交互。

挑战

简单

让我们构建一个简单的员工管理系统，演示访问修饰符如何控制谁能访问哪些内容。你将创建一个类，其中一些数据完全私有，一些数据可供可能的派生类访问，还有一些数据对所有人开放。

你将创建两个文件来组织代码：

Employee.h：定义一个使用全部三种访问修饰符来恰当保护数据的 Employee 类：
- Public：员工的 name（字符串）。可以从任何位置访问
- Protected：员工的 department（字符串）：可在类内部以及派生类中访问，但不能从类外部访问
- Private：员工的 salary（double）：只能在类内部访问
- 一个构造函数，接收 name、department 和 salary，并初始化这三个成员
- 一个公有方法 getSalary()，返回私有的 salary 值
- 一个公有方法 getDepartment()，返回受保护的 department 值
- 一个公有方法 giveRaise(double amount)，按给定金额增加 salary（仅当 amount 为正数时）
- 一个公有方法 displayInfo()，按以下格式打印员工信息："Name: <name>, Department: <department>, Salary: $<salary>"
main.cpp：通过与一个 Employee 对象交互，演示访问修饰符的作用。从输入中读取员工的姓名、部门和工资（分为三行），然后：
- 使用输入值创建一个 Employee
- 直接访问公有成员，打印员工姓名："Direct access - Name: <name>"
- 使用 getter 打印部门："Via getter - Department: <department>"
- 使用 getter 打印工资："Via getter - Salary: $<salary>"
- 给员工加薪 5000.0
- 打印 "After raise:"
- 调用 displayInfo() 显示更新后的信息

使用 std::fixed 和 <iomanip> 中的 std::setprecision(2)，将所有工资值格式化为两位小数。使用 std::stod() 将工资输入从字符串转换为 double。

这里的关键在于，虽然你可以在 main 中直接访问 name，但不能直接访问 department 或 salary。你必须使用公有 getter 方法。这就是封装的实际应用：类控制着如何访问和修改其中的数据。

亲手试试

#include <iostream>
#include <string>
#include <iomanip>
#include "Employee.h"

using namespace std;

int main() {
    // 读取输入
    string name;
    string department;
    string salaryStr;
    
    getline(cin, name);
    getline(cin, department);
    getline(cin, salaryStr);
    double salary = stod(salaryStr);
    
    // 设置薪资输出的精度
    cout << fixed << setprecision(2);
    
    // TODO：使用输入值创建一个 Employee 对象
    
    // TODO：直接访问公有成员，输出员工姓名
    // 格式："Direct access - Name: <name>"
    
    // TODO：使用 getter 方法输出部门
    // 格式："Via getter - Department: <department>"
    
    // TODO：使用 getter 方法输出薪资
    // 格式："Via getter - Salary: $<salary>"
    
    // TODO：给员工加薪 5000.0
    
    // TODO：输出 "After raise:"
    
    // TODO：调用 displayInfo() 显示更新后的信息
    
    return 0;
}

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