为啥我可以通过指向派生对象的基类指针访问派生私有成员函数？

Posted 2023-02-22

【中文标题】为啥我可以通过指向派生对象的基类指针访问派生私有成员函数？

【英文标题】：Why can I access a derived private member function via a base class pointer to a derived object?为什么我可以通过指向派生对象的基类指针访问派生私有成员函数？

【发布时间】：2011-04-06 08:56:21

【问题描述】：

#include<iostream>

using namespace std;
class base

public:
    virtual void add() 
        cout << "hi";
    
;

class derived : public base

private:
    void add() 
        cout << "bye";
    
;

int main()

    base *ptr;
    ptr = new derived;
    ptr->add();
    return 0;

输出为bye

我对如何实现没有问题。我了解您使用 vtables，并且 derived 的 vtable 包含新的 add() 函数的地址。但是 add() 是私有的，当我尝试在类外访问它时，编译器不应该产生错误吗？不知怎的，这似乎不对。

【问题讨论】：

覆盖和访问说明符是正交的概念。

vtables 是一个实现细节。

【参考方案1】：

add() 仅在derived 中是私有的，但您拥有的静态类型 是base* - 因此适用base 的访问限制。 通常，您甚至无法在编译时知道指向base 的指针的动态类型是什么，例如根据用户输入进行更改。

这是根据 C++03 §11.6：

虚函数的访问规则（第 11 条）由其声明决定，不受稍后覆盖它的函数规则的影响。 [...] 在调用点使用表达式类型检查访问权限，该表达式用于表示调用成员函数的对象 [...]。定义它的类中的成员函数的访问 [...] 通常是未知的。

【讨论】：

@Georg Fritzsche 你能不能给我你复制这个链接的c++03链接。 google了一下没找到，想学c++

@Jai: "Where do I find the current C or C++ standard documents?"

【参考方案2】：

为 Georg 的回答补充一点：

请记住，编译器无法控制也不能保证派生类的任何事情。例如，我可以将我的类型发送到一个库中，并在一个全新的程序中从它派生。库编译器应该如何知道派生可能具有不同的访问说明符？编译库时派生类型不存在。

为了支持这一点，编译器必须在运行时知道访问说明符，并在您尝试访问私有成员时抛出异常。

【参考方案3】：

访问修饰符，例如 public、private 和 protected 仅在编译期间强制执行。当您通过指向基类的指针调用函数时，编译器不知道该指针指向派生类的实例。根据编译器从这个表达式中可以推断出的规则，这个调用是有效的。

降低派生类中成员的可见性通常是语义错误。现代编程语言（如 Java 和 C#）拒绝编译此类代码，因为在基类中可见的成员始终可以通过基指针在派生类中访问。