C++派生類的成員或友員只能通過派生類對象來訪問基類的受保護成員?

01-07

這是 C++ Primer 第 5 版中的，第一條說的我理解，但是感覺第二條和第一條自相矛盾啊，派生類的成員或友員不是直接可以訪問基類的受保護成員嘛？怎麼又說只能通過派生類對象來訪問呢？

並不矛盾，第一條是：

老爸拿出他的卡，對兒子說：「我的卡就是你的卡，隨便拿去刷。」

第二條是：

兒子有個朋友，最近手頭緊。雖然是借同一張卡，但是問誰要是個技術活。

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朋友：大哥，借我點錢花花？
兒子：拿去，這是我爹的卡，他的就是我的，你放心隨便刷。
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朋友：叔叔，借我點錢花花？
老爸：你誰啊？誒誒！你 TM 伸手拿我的卡是幾個意思？

雖然作者事情說得沒錯，但我更傾向於認為這是 friend 的重要性質，而不是 protected 的。

意思就是說，當你有下面這兩個類的時候

class Fuck { protected: int bitch; };

class Shit : public Fuck { friend class Screw; };

於是在Screw裡面可以看到Shit::bitch，不能看到Fuck::bitch。儘管看起來他們是同一個東西，但其實是不一樣的。Shit的成員就是Shit的成員，Fuck的成員就是Fuck的成員，Shit的成員並不包含Fuck的成員。反過來說，如果friend class寫在了Fuck裡面，你也是看不見Shit::bitch的。

這兩句話看起來是很矛盾, 主要還是因為作者試圖總結一套規律, 但是在我看來這套規律的作用範圍非常有限, 以至於很容易讓讀者狹隘的理解protected和friend的特性, 特別是作者把protected和friend揉在一起說, 第一次看簡直莫名其妙. 倒也不是翻譯的問題, 原文就是這麼寫的.

這裡講一下我自己的理解. 先看下面的代碼:

class FriendOfFather;


class Father {

protected:

    int proint;

friend class FriendOfFather; };

向前聲明了FriendOfFather, 因為它要作為Father的友元類. Father有一個protected成員proint.

接下來看Father的子類Son的代碼:

class Son : public Father { public: void testSon(Son s) { s.proint = 1; // (1) pass compile } };

(1)能通過編譯.

這個很簡單, Son這個類繼承了Father的protected成員proint, protected成員對派生類可見, 所以可以直接訪問proint, testSon的參數是Son的引用s, s引用的就是testSon這個成員方法所在類本身的對象.

再看Son的子類Grandson的代碼:

class Grandson : public Son { public: void testGrandson(Son s) { s.proint = 2; // (2) compile error } };

(2)不能通過編譯

再次重複, (1)能編譯, 是因為(1)中s引用的對象就是這個類自身的對象, 類內部可以隨意訪問類自身的成員.

儘管Grandson繼承自Son, Grandson可以向上轉型成為Son, 但是他倆根本就是兩個類, Grandson雖然繼承了Son, 但是這與他倆是兩種類型並不矛盾. 也就是說testGrandson中s引用的類Son和Grandson不是同一個類, 這是(2)與(1)不同的地方. 一個類的protected成員對外部是不可見的, 所以Grandson的成員方法自然不能直接訪問另一個類Son的對象s的成員proint. 儘管不能訪問s的成員proint, 但是Grandson是可以訪問this-&>proint, 這是通過繼承得到的成員.

最後看友元類FriendOfFather的代碼:

class FriendOfFather { public: void testFriend(Son s) { s.proint = 3; // (3) pass compile } };

通過上面的描述, 可以知道(3)和(2)的情形其實是類似的, 在某個類的成員函數中直接訪問另一個類對象的成員, 不同的地方在於FriendOfFather是Father的友元, s繼承自Father, Son可以向上轉型成為Father, Father允許FriendOfFather直接訪問它的成員, 因此FriendOfFather中可以通過Son的引用直接訪問它繼承的Father成員, 但是由於friend是不會繼承的, 所以FriendOfFather也就只能訪問Son對象中繼承的Father成員, 而不能訪問Son自己定義的非public成員.

需要注意的是不要把Grandson, Son, Father混為一談, 他們的繼承關係允許了子類向上轉型, 但這三個類是不同的三個類, 即便Grandson能轉型成Son, 也不能直接在Son中訪問另一個Grandson對象的非public成員, 更別提在Grandson中訪問另一個Son對象的非public成員.

不得不反對 @vczh 的這個回答，你說的只是friend的性質，根本不是題主所說的protected的性質！！

題主的正確回答我來給：請看一下代碼片段

class Base { Base() { a = 10; } protected: int a; };


class Derived : Base {

    Base baseObject;

void foo() { a = 11; // target object is self (kind of Derived) baseObject.a = 12; // target object is kind of Base } };

注意在Derived 的 foo() 的方法里，第一句是可以編譯通過的，第二句不行，會報錯

這正是因為，第一句

a = 11

操作的對象是Derived類型，因此他可以看到從Base繼承下來的protected a成員

相對，第二句

baseObject.a = 12

是不行的，因為他的操作對象明確地是一個與自身self無關的另一個Base類型對象，a成員是不可見的。

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至於 @vczh 的回答，只是說明friend 聲明與繼承毫無關係

具體而言：

1. 基類聲明的友元，並不會自動成為派生類的友元

2. 派生聲明的友元，不會自動成為基類的友元

和題主一樣，看到這一開始也很疑惑，這句話作者也沒有說錯。派生類從基類繼承了public，protected和private成員，其中繼承而來的protected成員，派生類可以直接訪問（注意這裡說的訪問都是訪問自己類的，public不受限制），而基類的protected成員派生類無法訪問。也有點繞暈了。主要分清兩個概念：繼承而來的成員，還有基類的成員。