在C++教材的前幾章就介紹了其特性，即：C++是一門面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，具有封裝、繼承和多態(tài)三個(gè)特點(diǎn)。后來(lái)，隨著編碼的增多以及工作經(jīng)驗(yàn)的積累，對(duì)個(gè)概念的理解越來(lái)越深。編碼習(xí)慣也嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)則，該封裝的時(shí)候進(jìn)行封裝，該繼承的時(shí)候進(jìn)行繼承，以使得編程思維從之前的面向過(guò)程逐步過(guò)渡到面向?qū)ο蟆?/p>

作為開(kāi)發(fā)人員，遵循編程規(guī)則本來(lái)就無(wú)可厚非，但是如果大家都遵循規(guī)則難免會(huì)有創(chuàng)新或者技術(shù)進(jìn)步。有時(shí)候，在做某件事或者看到某個(gè)實(shí)現(xiàn)方案的時(shí)候，想想為什么要這么做，有沒(méi)有更好的實(shí)現(xiàn)方案，這個(gè)編程或者做事習(xí)慣往往使得自己受益匪淺。

比如，我們都知道每個(gè)線程都有一個(gè)自己的棧，線程內(nèi)的局部變量出了作用域就會(huì)被釋放，那么有沒(méi)有可能跨線程從另外一個(gè)線程去訪問(wèn)該線程的局部變量呢？其實(shí)，問(wèn)題不算難，我們只需要嘗試即可，但往往缺少的就是這種嘗試。對(duì)于C++三大特性中的封裝特性，如果直接訪問(wèn)私有變量，則編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)，那么有沒(méi)有其它方式可以訪問(wèn)私有變量呢？

今天，不妨試著反其道而行，嘗試以其他方式破壞封裝性，直接訪問(wèn)私有變量。

從一段代碼說(shuō)起

代碼示例如下：

#include

classA{
public:
A()=default;
private:
intdata_=0;
};

intmain(){
Aa;
std::cout<

	

	在gcc5.4下進(jìn)行編譯，不出所料，編譯失敗，報(bào)錯(cuò)如下：

	
test.cc:在函數(shù)‘intmain()’中:
test.cc:7:15:錯(cuò)誤：‘int A::data_’是私有的
intdata_=0;

	

	從報(bào)錯(cuò)信息看，因?yàn)閐ata_成員變量是私有的，而通過(guò)對(duì)象訪問(wèn)私有成員變量是不被允許的，除了通過(guò)重新定義一個(gè)公共接口，在該接口內(nèi)對(duì)data_進(jìn)行訪問(wèn)外，但是這種方式并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)本文的目的即破壞封裝性，那么有沒(méi)有其它方式呢？

	第一次嘗試

	c++標(biāo)準(zhǔn)中有這樣一段描述：

	The usual access checking rules do not apply to non-dependent names used to specify template arguments of the simple-template-id of the partial specialization. [ Note:The template arguments may be private types or objects that would normally not be accessible. Dependent names cannot be checked when declaring the partial specialization, but will be checked when substituting into the partial specialization. — end note ]

	也就是說(shuō)模板參數(shù)可以是某個(gè)類的私有類型，所以，我們可以借助此條標(biāo)準(zhǔn)繼續(xù)實(shí)現(xiàn)我們的目的，代碼如下：

	
#include

classA{
public:
A()=default;
private:
intdata_=0;
};

template
int&GetPrivateData(A&obj){
returnobj.*Member;
}

templateint&GetPrivateData<&A::data_>(A&);

intmain(){
Aobj;
GetPrivateData<&A::data>(obj);

return0;
}

	

	在上述代碼中，定義了一個(gè)函數(shù)模板，其模板參數(shù)為int A::*Member，功能是返回類A中的成員變量，編譯后，報(bào)錯(cuò)如下：

	
test.cc:在函數(shù)‘intmain()’中:
test.cc:7:15:錯(cuò)誤：‘int A::data_’是私有的
intdata_=0;
^
test.cc:22:3:錯(cuò)誤：在此上下文中
GetPrivateData<&A::data_>(obj);

	

	看來(lái)此方式還是行不通，只能另想它法。

	第二次嘗試

	在上面的提示中，顯示不能直接訪問(wèn)私有成員，標(biāo)準(zhǔn)提供了個(gè)方法，就是將需要訪問(wèn)類私有成員的函數(shù)或者類聲明為friend。看到這塊，你可能會(huì)想，有了friend用得著你教？。

	很快寫出如下這種代碼：

	
classA{
public:
A()=default;
private:
intdata_=0;

friendintAccess(constA&a){
returna.data_;
}
};

intmain(){
Aa;
Access(a);

return0;
}

	

	無(wú)疑，上面這種代碼可以訪問(wèn)私有成員，但缺點(diǎn)是需要更改類實(shí)現(xiàn)，下面將介紹一種方式，其在不修改類本身定義的情況下實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)私有成員變量。

	本著大方向不變的原則，依然使用模板的方式訪問(wèn)私有成員，而對(duì)于上節(jié)中提示的非法訪問(wèn)私有成員，我也采用將對(duì)應(yīng)函數(shù)聲明為friend的方式。

	
#include

classA{
public:
A()=default;
private:
intdata_=0;
};

template
classAccess{
public:
friendintGetPrivateData(A&obj){
returnobj.*Member;
}
};

templateclassAccess<&A::data_>;

intGetPrivateData(A&);


intmain(){
Aobj;
GetPrivateData(obj);

return0;
}

	

	編譯 & 運(yùn)行，OK！！！

	另辟蹊徑

	在上一節(jié)實(shí)現(xiàn)中，使用了friend進(jìn)行訪問(wèn)控制，所以在考慮有沒(méi)有不使用friend的方式，于是在網(wǎng)上進(jìn)行搜索查閱，如下：

	
classA{
public:
A(intnum):data_(num){};
private:
intdata_=0;
};

template
classAccess{
public:
inlinestaticPtrTypeptr;
};

template
structPtrTaker{
structTransferer{
Transferer(){
Access::ptr=T;
}
};
inlinestaticTransferertr;
};

templateclassPtrTaker<&A::data_>;//顯示實(shí)例化

intmain(){
Aa{10};

intb=a.*Access::ptr;

return0;
}

	

	說(shuō)真的，看到這種實(shí)現(xiàn)方式的時(shí)候，一臉懵逼，尤其是對(duì)模板用的不多的情況下，閱讀這短短幾十行代碼用了一天時(shí)間，其間也跟@Chunel駿哥哥一起討論，奈何太挫了，只能硬著頭皮自己研究，也跟群里的大佬們一起討論了下，再結(jié)合自己的理解，分析下這塊：

	1、因?yàn)橛玫搅薸nline 變量以及模板參數(shù)為auto，所以上述代碼在cpp17上才可以運(yùn)行。

	2、以&A::data_作為模板參數(shù)，對(duì)類模板PtrTaker進(jìn)行顯示實(shí)例化，在顯示實(shí)例化的時(shí)候，雖然不創(chuàng)建對(duì)象，但是對(duì)于其中存在的靜態(tài)變量依然會(huì)進(jìn)行初始化。因此會(huì)調(diào)用Transferer類的構(gòu)造函數(shù)，從而對(duì)Access::ptr進(jìn)行初始化

	看上述代碼的時(shí)候，一開(kāi)始卡在了a.*Access::ptr這部分，后來(lái)經(jīng)過(guò)跟其他技術(shù)大佬進(jìn)行溝通，對(duì)這部分可以進(jìn)行拆分簡(jiǎn)化：

	?p = Access::ptr;

	?a.*p

	看了下面的代碼示例，相信能便于理解：

	
classData{
public:
intnum_=0;
};

intmain(){
intData::*ptr=&Data::num_;

Datadata;
data.*ptr=10;

return0;
}

	

	好了，我們接著進(jìn)行討論。

	在使用對(duì)象訪問(wèn)成員的時(shí)候，其地址實(shí)際上分為兩部分的，以a.data_為例(此處忽略訪問(wèn)控制權(quán)限)，一部分是a的this指針，另一部分是data_成員在A結(jié)構(gòu)里的偏移量，這個(gè)偏移量存儲(chǔ)在&A::data_中。在上面的代碼中，這個(gè)偏移量存儲(chǔ)在靜態(tài)數(shù)據(jù)ptr里了，即上面提到的Access::ptr。

	所以，a.*p相當(dāng)于如下：

	
intA::*p=&A::data_;
intoffset=*(longlong*)&p;
intdata=*(int*)((char*)&a+offset);

	

	好了，截止為此，通過(guò)模板方式訪問(wèn)類私有成員的討論結(jié)束了。

	可能有人會(huì)有疑問(wèn)，如果類有多個(gè)成員變量，又該如何訪問(wèn)呢，方式類似，代碼如下：

	
#include
#include

classA{
public:
A(intnum,std::stringv):data_(num),value_(v){};
private:
intdata_=0;
std::stringvalue_;
};

template
classAccess{
public:
inlinestatictypenameTag::typeptr;
};

template
structPtrTaker{
structTransferer{
Transferer(){
Access::ptr=V;
}
};
inlinestaticTransferertr;
};

structTag1{
usingtype=intA::*;
};

structTag2{
usingtype=std::stringA::*;
};

templateclassPtrTaker;//顯示實(shí)例化
templateclassPtrTaker;//顯示實(shí)例化

intmain(){
Aa{0,"abc"};

std::cout<::ptr;
}

	

	





	審核編輯：劉清