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;
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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 };
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21 int A::GetA()
22 {
23 return a;
24 }
25
26 double A::GetB()
27 {
28 return b;
29 }
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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。