c++ - 防止程序员使用任何技巧来访问私有(private)类成员

Question

通过将成员声明为私有(private)，非友元函数无法直接访问该成员。但是有一种方法可以通过使用指针的类型转换来访问它们，例如:

class Foo {

  private:
    int value;

  public:
    inline int get() {
      return value;
    }
    inline Foo (int value) {
      Foo::value = value;
    }

} foo(1234);

int main() {
  using namespace std;
  cout << foo.display() << endl; // display 1234
  int *p = (int *)(&foo); // HERE!
  *p = 5678;
  cout << foo.display() << endl; // display 5678, foo.value has been changed
  return 0;
}

我们可以阻止用户使用这些技巧吗？或者我们可以禁止将 Foo * 转换为 int * 吗？

Answer 1

嗯，不，不可能阻止坚定的程序员进行显式类型转换，因为有足够坚定的程序员可以使用几乎无限多种方式 - 特别是如果愿意接受潜在的未定义行为。

从哲学上讲，C++ 类型系统的设计通常是为了让偶然做事变得更加困难。但是，它并不是为了防止程序员故意破坏类型系统而设计的。

可以通过组合使用技术使事情变得更加困难；

1. 使用 pimpl 习语(parapura rajkumar 在回答中已经提到)
2. 向成员(包括 pimpl)引入偏移量。例如，实现细节可能会偏移 18 个字节，这对程序员来说不一定是显而易见的。
3. 为您的类提供一个私有(private)的operator&()，这将起到防止使用&object 获取对象地址的作用。
4. 不要提供返回this 的成员函数，也不要返回(或引用)任何私有(private)或 protected 类数据的地址。并且没有公开数据。

然而，即使没有访问源代码，一个足够坚定的程序员也会找到一种方法来解决像这样的各种技巧。这些类型的技巧也有不幸的影响，使开发人员更难以您可能想要的更常用的方式使用您的类。