在类定义中实现对私有数据成员的隐藏

iwong — Sun, 10 Aug 2008 17:32:00 GMT

摘要: 使用指针的重解释转换可以访问类的私有数据成员。

但在实际应用中，如果你写的类考虑周全，功能完善的话，类的用户没有必要通过这种方式来访问类的私有成员。同时类的用户自己也有对安全的诉求，因此也一般不会通过此种非正常方式来随意访问类的私有成员。

但是，这里又要提到“但是在实际应用中”——你也许无法一次写出一个完全可靠的类，不可避免地会在以后的编码中逐步对类进行不同程度的修改，有时甚至会大刀阔斧地删除多余的成员，增加其他新的成员。这时头文件就会改变，类成员的地址偏移也会发生变化。你需要向其他编码者更新你的头文件，其他文件中如果用到你的这个类，那么这些文件就需要重新编译、连接，很多问题随之而来。

现在我们要做的就是最大可能地隐藏数据成员的细节，只在头文件中展示使用这个类最必要的部分。阅读全文

iwong 2008-08-11 01:32 发表评论

通过指针访问类的私有数据成员

iwong — Sun, 10 Aug 2008 06:06:00 GMT

我们知道在C++中，为了防止某些数据成员或成员函数从外部被直接访问，可以将它们声明为private，这样编译器会阻止任何来自外部非友元的直接访问。

那么我们真的就没办法直接修改类的私有数据成员了吗？

来看一段代码：

1 #include <iostream>
2 using namespace std;
3
4
5 class A
6 {
7 private:
8     // a & b are private members of class A
9     int a;
10     double b;
11 public:
12     // initialize a & b as value 0
13     A() : a(0), b(0) {}
14
15 public:
16     // for display the value of a & b
17     int GetA();
18     double GetB();
19 };
20
21 int A::GetA()
22 {
23     return a;
24 }
25
26 double A::GetB()
27 {
28     return b;
29 }
30
31 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
32 {
33     A test;
34
35     cout << "before pointer access:\n"
36          << " test.a = " << test.GetA() << "\n"
37          << " test.b = " << test.GetB() << "\n" << endl;
38
39     // access object test of class A by pointer
40     int* privateA = reinterpret_cast<int*>(&Test);
41     double* privateB = reinterpret_cast<double*>(&Test) + 1;
42
43     // value changing by pointer!
44     *privateA = 1;
45     *privateB = 2.5;
46
47     cout << "after pointer access:\n"
48          << " test.a = " << test.GetA() << "\n"
49          << " test.b = " << test.GetB() << "\n" << endl;
50
51     return 0;
52 }
53

运行后输出结果为：
before pointer access:
test.a = 0
test.b = 0

after pointer access:
test.a = 1
test.b = 2.5

可以看到，虽然我们已经将 A::a 和 A::b声明为 private ，但在强大的指针面前，类的任何细节都暴露无遗。

某种程度上，类的一个对象可以看作包含不同类型元素的数组，其数据成员的地址偏移由数据成员在类定义中的顺序决定——类对象的地址指向类中第一个被定义的数据成员的地址；第二个被定义的数据成员的地址取决于第一个数据成员的类型，若第一个为 int 型，则再偏移 4 个字节( sizeof(int) )即得到第二个数据成员的地址（有时也不一定是这样，如上例中，由于类型对齐的缘故，实际偏移 8 个字节( sizeof(double) )才得到第二个数据成员的地址，具体内容不在本文讨论范围内）。

所以即使你将其他所有细节都隐藏在 cpp 中，但头文件中不可避免地会出现私有数据成员的声明。而类的其他用户只要能看到这个声明，就能推算出类中各数据成员的相对地址偏移，从而用指针轻松实现对私有成员的访问。

上例只对私有数据成员进行了验证，有兴趣的可以试试看用函数指针能否访问私有成员函数。

iwong 2008-08-10 14:06 发表评论

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