В этом уроке мы рассмотрим, что такое спецификаторы доступа, какие они бывают и как их использовать.
Спецификаторы доступа
Рассмотрим следующую программу:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
struct DateStruct // члены структуры являются открытыми по умолчанию { int day; // открыто по умолчанию, доступ имеет любой объект int month; // открыто по умолчанию, доступ имеет любой объект int year; // открыто по умолчанию, доступ имеет любой объект }; int main() { DateStruct date; date.day = 12; date.month = 11; date.year = 2018; return 0; } |
Здесь мы объявляем структуру DateStruct, а затем напрямую обращаемся к её членам для их инициализации. Это работает, так как все члены структуры являются открытыми по умолчанию. Открытые члены (или ещё «члены public») — это члены структуры или класса, к которым можно получить доступ извне этой же структуры или класса. В программе выше функция main() находится вне структуры, но она может напрямую обращаться к членам day, month и year, так как они являются открытыми.
С другой стороны, рассмотрим следующий почти идентичный класс:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
class DateClass // члены класса являются закрытыми по умолчанию { int m_day; // закрыто по умолчанию, доступ имеют только другие члены класса int m_month; // закрыто по умолчанию, доступ имеют только другие члены класса int m_year; // закрыто по умолчанию, доступ имеют только другие члены класса }; int main() { DateClass date; date.m_day = 12; // ошибка date.m_month = 11; // ошибка date.m_year = 2018; // ошибка return 0; } |
Вам бы не удалось скомпилировать эту программу, так как все члены класса являются закрытыми по умолчанию. Закрытые члены (или ещё «члены private») — это члены класса, доступ к которым имеют только другие члены этого же класса. Поскольку функция main() не является членом DateClass, то она и не имеет доступа к закрытым членам объекта date.
Хотя члены класса являются закрытыми по умолчанию, мы можем сделать их открытыми, используя ключевое слово public:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
class DateClass { public: // обратите внимание здесь на ключевое слово public и двоеточие int m_day; // открыто, доступ имеет любой объект int m_month; // открыто, доступ имеет любой объект int m_year; // открыто, доступ имеет любой объект }; int main() { DateClass date; date.m_day = 12; // ок, так как m_day имеет спецификатор доступа public date.m_month = 11; // ок, так как m_month имеет спецификатор доступа public date.m_year = 2018; // ок, так как m_year имеет спецификатор доступа public return 0; } |
Поскольку теперь члены класса DateClass являются открытыми, то к ним можно получить доступ напрямую из функции main().
Ключевое слово public вместе с двоеточием называется спецификатором доступа. Спецификатор доступа определяет, кто имеет доступ к членам этого спецификатора. Каждый из членов «приобретает» уровень доступа в соответствие со спецификатором доступа (или, если он не указан, в соответствие со спецификатором доступа по умолчанию).
В C++ есть 3 уровня доступа:
public: делает члены открытыми;
private: делает члены закрытыми;
protected: открывает доступ к членам только для дружественных и дочерних классов (детальнее об этом в соответствующем уроке).
Использование спецификаторов доступа
Классы могут использовать (и активно используют) сразу несколько спецификаторов доступа для установки уровней доступа для каждого из своих членов. Обычно переменные-члены являются закрытыми, а методы — открытыми. Почему именно так? Об этом мы поговорим в следующем уроке.
Правило: Устанавливайте спецификатор доступа private переменным-членам класса и спецификатор доступа public — методам класса (если у вас нет веских оснований делать иначе).
Рассмотрим пример класса, который использует спецификаторы доступа private и public:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 |
#include <iostream> class DateClass // члены класса являются закрытыми по умолчанию { int m_day; // закрыто по умолчанию, доступ имеют только другие члены класса int m_month; // закрыто по умолчанию, доступ имеют только другие члены класса int m_year; // закрыто по умолчанию, доступ имеют только другие члены класса public: void setDate(int day, int month, int year) // открыто, доступ имеет любой объект { // Метод setDate() имеет доступ к закрытым членам класса, так как сам является членом класса m_day = day; m_month = month; m_year = year; } void print() // открыто, доступ имеет любой объект { std::cout << m_day << "/" << m_month << "/" << m_year; } }; int main() { DateClass date; date.setDate(12, 11, 2018); // ок, так как setDate() имеет спецификатор доступа public date.print(); // ок, так как print() имеет спецификатор доступа public return 0; } |
Результат выполнения программы выше:
12/11/2018
Обратите внимание, хоть мы и не можем получить доступ к переменным-членам объекта date напрямую из main() (так как они являются private по умолчанию), мы можем получить доступ к ним через открытые методы setDate() и print()!
Открытые члены классов составляют открытый (или ещё «public») интерфейс. Поскольку доступ к открытым членам класса может осуществляться извне класса, то открытый интерфейс и определяет, как программы, использующие класс, будут взаимодействовать с этим же классом.
Некоторые программисты предпочитают сначала перечислять члены private, а затем уже public, так как члены public обычно используют члены private (те же переменные-члены в методах класса), поэтому имеет смысл сначала определять private, а затем уже public члены. Другие же программисты считают, что сначала нужно указывать члены public, так как члены private закрыты, получать к ним доступ напрямую нельзя, то и выносить их на первое место тоже не нужно. Работать будет и так, и сяк. Какой способ использовать — выбирайте сами, что вам удобнее.
Рассмотрим следующую программу:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 |
#include <iostream> class DateClass // члены класса являются закрытыми по умолчанию { int m_day; // закрыто по умолчанию, доступ имеют только другие члены класса int m_month; // закрыто по умолчанию, доступ имеют только другие члены класса int m_year; // закрыто по умолчанию, доступ имеют только другие члены класса public: void setDate(int day, int month, int year) { m_day = day; m_month = month; m_year = year; } void print() { std::cout << m_day << "/" << m_month << "/" << m_year; } // Обратите внимание на этот дополнительный метод void copyFrom(const DateClass &b) { // Мы имеем прямой доступ к закрытым членам объекта b m_day = b.m_day; m_month = b.m_month; m_year = b.m_year; } }; int main() { DateClass date; date.setDate(12, 11, 2018); // ок, так как setDate() имеет спецификатор доступа public DateClass copy; copy.copyFrom(date); // ок, так как copyFrom() имеет спецификатор доступа public copy.print(); return 0; } |
Один нюанс в C++, который часто игнорируют, о котором забывают или неправильно понимают, заключается в том, что контроль доступа работает на основе класса, а не на основе объекта. Это означает, что когда метод имеет доступ к закрытыми членам класса, то он может обращаться к закрытым членам любого объекта этого класса.
В примере выше метод copyFrom() является членом класса DateClass, что открывает ему доступ к private членам класса DateClass. Это означает, что copyFrom() может не только напрямую обращаться к закрытым членам неявного объекта с которым работает (копия объекта), но и имеет прямой доступ к закрытым членам объекта b класса DateClass!
Это полезно, когда нужно скопировать элементы из одного объекта класса в другой объект того же класса. Детальнее об этом мы поговорим в следующих уроках.
Структуры vs. Классы
Теперь, когда мы узнали о спецификаторах доступа, мы можем говорить о фактических различиях между классом и структурой в C++. Класс по умолчанию устанавливает всем своим членам спецификатор доступа private. Структура же по умолчанию устанавливает всем своим членам спецификатор доступа public.
Вот так вот!
(Есть ещё одно незначительное отличие: структуры наследуют от других классов открыто, а классы наследуют закрыто. Мы рассмотрим это детальнее в следующей главе).
Тест
Задание №1
a) Что такое открытый член?
Ответ 1.а)
Открытый член — это член класса, доступ к которому имеют объекты как внутри, так и извне класса.
b) Что такое закрытый член?
Ответ 1.b)
Закрытый член — это член класса, доступ к которому имеют только другие члены этого же класса.
c) Что такое спецификатор доступа?
Ответ 1.c)
Спецификатор доступа определяет, кто имеет доступ к членам этого же спецификатора.
d) Сколько есть спецификаторов доступа в C++? Назовите их.
Ответ 1.d)
В С++ есть 3 спецификатора доступа:
public;
private;
protected.
Задание №2
a) Напишите простой класс с именем Numbers. Этот класс должен иметь:
Три закрытые переменные-члены типа double: m_a, m_b и m_c.
Открытый метод с именем setValues(), который позволит устанавливать значения для m_a, m_b и m_c;
Открытый метод с именем print(), который будет выводить объект класса Numbers в следующем формате: <m_a, m_b, m_c>.
Следующий код функции main():
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
int main() { Numbers point; point.setValues(3.0, 4.0, 5.0); point.print(); return 0; } |
Должен производить следующий результат:
<3, 4, 5>
Ответ 2.а)
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 |
#include <iostream> class Numbers { private: double m_a, m_b, m_c; public: void setValues(double a, double b, double c) { m_a = a; m_b = b; m_c = c; } void print() { std::cout << "<" << m_a << ", " << m_b << ", " << m_c << ">"; } }; int main() { Numbers point; point.setValues(3.0, 4.0, 5.0); point.print(); return 0; } |
b) Добавьте функцию isEqual() в класс Numbers, чтобы следующий код работал корректно:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 |
int main() { Numbers point1; point1.setValues(3.0, 4.0, 5.0); Numbers point2; point2.setValues(3.0, 4.0, 5.0); if (point1.isEqual(point2)) std::cout << "point1 and point2 are equal\n"; else std::cout << "point1 and point2 are not equal\n"; Numbers point3; point3.setValues(7.0, 8.0, 9.0); if (point1.isEqual(point3)) std::cout << "point1 and point3 are equal\n"; else std::cout << "point1 and point3 are not equal\n"; return 0; } |
Ответ 2.b)
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 |
#include <iostream> class Numbers { private: double m_a, m_b, m_c; public: void setValues(double a, double b, double c) { m_a = a; m_b = b; m_c = c; } void print() { std::cout << "<" << m_a << ", " << m_b << ", " << m_c << ">"; } // Здесь мы можем использовать тот факт, что контроль доступа осуществляется на основе класса для того, // чтобы получить доступ напрямую к закрытым членам объекта d класса Numbers bool isEqual(const Numbers &d) { return (m_a == d.m_a && m_b == d.m_b && m_c == d.m_c); } }; int main() { Numbers point1; point1.setValues(3.0, 4.0, 5.0); Numbers point2; point2.setValues(3.0, 4.0, 5.0); if (point1.isEqual(point2)) std::cout << "point1 and point2 are equal\n"; else std::cout << "point1 and point2 are not equal\n"; Numbers point3; point3.setValues(7.0, 8.0, 9.0); if (point1.isEqual(point3)) std::cout << "point1 and point3 are equal\n"; else std::cout << "point1 and point3 are not equal\n"; return 0; } |
Задание №3
Теперь попробуем что-то посложнее. Напишите класс, который реализует функционал стека. Класс Stack должен иметь:
Открытый целочисленный фиксированный массив длиной 10.
Открытое целочисленное значение для отслеживания длины стека.
Открытый метод с именем reset(), который будет сбрасывать длину и все значения элементов на 0.
Открытый метод с именем push(), который будет добавлять значение в стек. Метод push() должен возвращать значение false, если массив уже заполнен, в противном случае — true.
Открытый метод с именем pop() для возврата значений из стека. Если в стеке нет значений, то должен выводиться стейтмент assert.
Открытый метод с именем print(), который будет выводить все значения стека.
Следующий код функции main():
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 |
int main() { Stack stack; stack.reset(); stack.print(); stack.push(3); stack.push(7); stack.push(5); stack.print(); stack.pop(); stack.print(); stack.pop(); stack.pop(); stack.print(); return 0; } |
Должен производить следующий результат:
( )
( 3 7 5 )
( 3 7 )
( )
Ответ №3
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 |
#include <iostream> #include <cassert> class Stack { private: int m_array[10]; // это будут данные нашего стека int m_next; // это будет индексом следующего свободного элемента стека public: void reset() { m_next = 0; for (int i = 0; i < 10; ++i) m_array[i] = 0; } bool push(int value) { // Если стек уже заполнен, то возвращаем false if (m_next == 10) return false; m_array[m_next++] = value; // присваиваем следующему свободному элементу значение value, а затем увеличиваем m_next return true; } int pop() { // Если элементов в стеке нет, то выводим стейтмент assert assert (m_next > 0); // m_next указывает на следующий свободный элемент, поэтому последний элемент со значением - это m_next-1 // Мы хотим сделать следующее: // int val = m_array[m_next-1]; // получаем последний элемент со значением // --m_next; // m_next теперь на единицу меньше, так как мы только что вытянули верхний элемент стека // return val; // возвращаем элемент // Весь код выше можно заменить следующей (одной) строчкой кода: return m_array[--m_next]; } void print() { std::cout << "( "; for (int i = 0; i < m_next; ++i) std::cout << m_array[i] << ' '; std::cout << ")\n"; } }; int main() { Stack stack; stack.reset(); stack.print(); stack.push(3); stack.push(7); stack.push(5); stack.print(); stack.pop(); stack.print(); stack.pop(); stack.pop(); stack.print(); return 0; } |
Оценить статью:
(56 оценок, среднее: 4,86 из 5)
Загрузка...
Если в классе сначала идут все private члены, а потом public, обязательно ли явно указывать спецификатор privatе? В классе ведь всем членам по умолчанию устанавливается спецификатор доступа private.
Конечно не обязательно указывать явно, это и подразумевается под "по умолчанию"
В некоторых дальнейших уроках фигурирует код с принудительным указанием private, например итоговый тест этой главы второе задание. Это имеет какую то причину, или так совпали звёзды? ))
так совпали звезды
Я тут недавно пытался написать программу в одном компиляторе и он заставлял меня в классах везде прописывать const int blabla вместо int blabla , почему ?
Мой вариант 3 задания
В задании 2 переменные имеют тип double и сравниваются между собой. Корректно ли это? Например такие не сравниваются (наобум набрал)
Что-то я забыла про значение для отслеживания длины стека и написала код без него.
Корректно получилось?
И ещё возник вопрос, правильно ли у меня работает assert hello-site.ru/share/Stek — код программы. priscree.ru/img/ddd58dea7702d7.jpg — скриншот проблемы. Приходится закрывать всплывающее окно, не похоже на нормальную работу программы…
У вас код идентичен с кодом ответа (только другие имена переменных). Всё правильно. Появление ошибки — это нормальное срабатывание стейтмента assert. Assert у вас срабатывает, так как вы вызываете метод pop, прежде чем заполняете стек данными:
Это бессмысленно. Вы пытаетесь вытянуть элемент из пустого стека. Соответственно, срабатывает assert, который и прописан для такого случая.
Есть небольшая недоработка в ответе задания 3, в разделе private класса Stack, нужно инициализировать индекс свободного элемента стека в 0. (На случай, если кто-то сразу захочет вызвать метод pop)
Так ведь используется стейтмент assert, который выведет сообщение об ошибке, если кто-то попытается вызвать метод pop сразу. Зачем инициализировать нулём?
Добрый день! МЕня вот какой момент заинтересовал:
Почему С++ вначале присваивает значение value для нулевого элемента, а потом уже только увеличивает значение m_next++ на единицу? Пытаюсь связать с 38 уроком, но не получается понять порядок действий с++ с этим аргументом.
Для этих целей в программе предусмотрена функция reset(), которая присваивает длине значение = 0. Ваше утверждение верно, если мы не будем использовать этот метод