一文理解类的访问权限

前言

在类的继承体系中，关于访问权限我个人感觉一直是非常复杂，各类博客、书籍对它的解释都不够好。在这篇文章我想通过我的理解，着重解释类的继承体系中复杂的访问权限的原理。注意：我将在个人理解中加入 inaccessible 的访问权限，帮助理解烦杂的访问权限体系。

继承后访问权限

四级访问权限

类的访问权限分为三级：private / protected / public。但我认为增加一级 inaccessible 更容易理解。

首先，我们来回顾一下以上三个访问权限连同 inaccessible 分别是什么访问限制：

• public：公有的，类外、类内、派生类均可访问 public 下的类成员。
• protected：受保护的，类外不可访问 protected 下的类成员，类内、派生类成员可访问。
• private：私有的，类外、派生类不可访问 private 下的类成员，类内成员可访问。
• inaccessible：不可访问的，类外、类内、派生类均不可访问 inaccessible 的类成员。

换言之，public 对于类外是可访问的，public / protected 对于派生类是可访问的，public / protected / private 对于类内是可访问的，而 inaccessible 对谁都是不可访问的。

为什么提出 protected 权限

从上面可以看出，protected 只对派生类有所区别，它正是用于为派生类和类外提供区别的权限而提出的。受保护成员可以被派生类访问，而无法被类外访问。

为什么我引入了 inaccessible 权限

为了直观表示在继承后，成员访问权限的变化，我们可以使用状态转移表或状态图的方式表示。但这样有一个问题，private 成员继承后转移为何状态？因此这里设立了 inaccessible 状态，这样我们可以画例如这样的状态图，这为我们后面的诸多解释提供方便：

再次强调，inaccessible 是我个人定义的概念，用于方便理解类的访问权限。inaccessible 成员实际就是类内不存在的成员，它的所有表现都与不存在该成员相同。（private 在类外有时也会出现与不存在该成员不同的表现。）

访问权限的继承

类的访问权限在继承过程中的变化如下：

继承方式 / 继承后权限 / 继承前权限	public	protected	private	inaccessible
public（公有继承）	public	protected	inaccessible	inaccessible
protected（受保护继承）	protected	prtected	inaccessible	inaccessible
private（私有继承）	private	private	inaccessible	inaccessible

从表中可以看的很清楚，继承后权限就是 private 变 inaccessible，其余不变，然后所有全部和继承方式取最小权限的结果。

派生类到基类转换的可访问性

其实所有间接继承无法完成或者间接类型转换无法完成，都是基于上面的继承体系产生的结果（构造函数的 using 始终是个特例，这里将它排除在外）。这里我们主要对下面三类派生类到基类转换作解释：

类外转换

protected 或 private 继承方式下，类外 ​无法实现 派生类到基类的转换。反之，是合法的。

因为 protected 或 private 继承方式将 public 成员转换为 protected 或 private 成员，对于类外，这是从可访问到不可访问的转换，类外想篡取不该有的访问权限，当然是不允许的！

以 protected 继承为例，可以看到存在从类外不可访问到类外可访问的篡权；再来看 public 继承则不存在篡权。

直接基类转换

不论以何继承方式，类内派生类到 ​直接基类 的转换都是 ​合法的 。

因为对于派生类，基类成员原本可见的成员对于派生类依然是可见的，不存在篡取访问权限；有人质疑 private 成员在派生类中变为 inaccessible，但 private 在基类中对于派生类也是不可见的，并没有得到新的权限。

以 private 继承为例，派生类对基类来说是 “派生类”，派生类对派生类来说是 “类内”，这里不存在篡权。

间接基类转换

派生类的 private 继承方式下，再派生类（派生类的派生类）不论以何继承方式，其内都 ​无法实现 派生类到基类的转换。反之，是合法的。

这次我们直接看图：

派生类对基类来说是 “派生类”，派生类对派生类来说是 “类内”。在以 private 继承的示例中，可以看到存在从类外不可访问到类外可访问的篡权；在以 protected 继承的示例中，则不存在篡权的情况。

事实上，不论是我定义的四级访问权限，还是原先的三级访问权限，其实质都只是用于描述可访问性的中间过程，以及为不同对象提供区别的可访问性。而最终一个访问是否合法，始终直接取决于可访问性，而非访问权限。