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如何在C++中访问类的私有成员

2023-07-01 09:56:17 深夜i 21 0

C++ 类私有成员访问

访问私有成员通常是一个面向对象语言的难点，但在C++中，有几种方法可以实现对类的私有成员的访问。

1. 使用友元函数

一个友元函数可以访问其所属的类的私有成员。这意味着，您可以将一个函数声明为一个类的友元函数，这样它就可以访问该类的私有成员。例如：

class MyClass {
private:
  int private_member_;
  friend void MyFriendFunction(MyClass* my_class_instance);
};
void MyFriendFunction(MyClass* my_class_instance)
  int private_member_value = my_class_instance->private_member_;
  // ... do something with private_member_value ...

这个例子中，您可以看到，`MyFriendFunction` 函数声明为 `MyClass` 的友元函数，并可以访问 `MyClass` 的私有成员 `private_member_`。

2. 使用访问器函数

访问器函数是一种在类中为私有成员提供公共访问的方式。访问器函数是类的公共成员函数，可以获取或设置私有成员值。例如：

class MyClass {
private:
  int private_member_;
public:
  int GetPrivateMember() const
    return private_member_;
  
  void SetPrivateMember(int value)
    private_member_ = value;
  
};

这个例子中，`GetPrivateMember` 返回成员变量的值，`SetPrivateMember` 接受一个参数并将其设置为私有成员变量的值。这样，程序就可以通过这两个函数实现对私有变量的读取和设置。

3. 使用反射机制

C++没有一个标准的反射机制来访问对象的私有成员。但是，对于某些实现来说，涉及类的内存布局的信息可能是可用的，这样您就可以通过一些技巧来访问私有成员的值。这种方法也被称为黑魔法，因为它依赖于非标准实现。

这里展示了一个方法来访问类成员的值：

#include <iostream>
#include <cstring>
// An example class with a private member and public member functions.
class MyClass {
private:
 int private_member_;
public:
 void SetPrivateMember(int value)
   private_member_ = value;
 
 int GetPrivateMember() const
   return private_member_;
 
};
void* access_private_member(MyClass* instance, const char* member_name) {
 // Get the address of the instance.
 void* instance_address = reinterpret_cast<void*>(instance);
 // Find the offset of the private member.
 size_t member_offset = 0;
 const char* class_name = typeid(MyClass).name();
 // Find the class name in the demangled string.
 const char* class_name_start = strstr(class_name, "MyClass");
 if (class_name_start) {
   // Find the member name in the demangled string.
   const char* member_name_start = strstr(class_name_start, member_name);
   if (member_name_start) {
     // Calculate the offset of the member.
     member_offset = member_name_start - class_name_start + sizeof("MyClass");
   }
 }
 // Access the private member using the offset.
 char* member_address = reinterpret_cast<char*>(instance_address) + member_offset;
 return member_address;
}
int main() {
 MyClass my_class_instance{};
 my_class_instance.SetPrivateMember(42);
 // Access the private member.
 int& private_member_ref = *reinterpret_cast<int*>(access_private_member(&my_class_instance, "private_member_"));
 std::cout << "Private member value: " << private_member_ref << std::endl;
}

在这个例子中，`access_private_member` 函数接受一个 `MyClass` 的实例和私有成员的名称，然后返回指向该成员的指针。在 `main` 函数中，我们使用 `access_private_member` 函数来获取 `MyClass` 的私有成员 `private_member_`，并将其打印到标准输出中。

无论您如何访问私有成员，都要小心。私有成员被设计成不受外部代码的访问，并保护其封装性的重要性。如果您访问私有成员，可能会编写出不安全或易于出错的代码。如果不得不使用类的私有成员，请选择最可靠且最简单的方法。

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