为什么 c++ 允许通过指针访问类的私有成员？答案

【问题标题】：Why does c++ allow access to a class's private member through a pointer?为什么 c++ 允许通过指针访问类的私有成员？
【发布时间】：2015-04-06 04:03:00
【问题描述】：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
    int value;
 public:
    A(){value = 1;}
    ~A(){}

    void print(){cout << value << endl;}
 };

int main()
{
    A a;
    int* p = (int*)(&a);
    *p = 20;
    a.print();//output is 20.
}

这不会破坏类的封装吗？我是 C++ 的初学者。我在《c++入门》一书中从未见过这种可以访问类的私有成员的方法。

【问题讨论】：

相关：stackoverflow.com/q/424104/3093378

标签： c++ pointers encapsulation private-members

【解决方案1】：

这是允许的，因为A 是一个standard_layout 类，它是一个与其他语言的布局兼容的类，这意味着它可以传递给用非C++ 编写的函数。它打破了封装，但这不是您在 C++ 领域通常想要做的事情，它是一个兼容性特性。

但是，由于您是初学者，因此您几乎肯定希望避免做任何涉及使用 c 样式转换 /reinterpret_cast 的事情。相信类型系统和访问控制，它们会为您提供帮助 - 如果您覆盖它们，您需要确切地知道原因，这显然不是这里的情况。

【讨论】：

感谢您对我现在删除的错误答案的澄清，我今天当然学到了一些东西。但是，对于virtual，所有赌注都已取消。

【解决方案2】：

您的代码本质上是未定义的行为。通过以下几行：

int* p = (int*)(&a);
*p = 20;

您正在取消引用类型双关的指针，尽管这种类型双关不遵守严格的别名规则。对于您的代码的正确版本，A 应该是一个聚合类型，请参阅 Type aliasing 部分 here。在您的代码中，A 实际上不是聚合类型，因为它包含一个私有成员。查看聚合类型的定义here。

【讨论】：

或者，a.value 和 *p 都是同一类型 (int)，因此严格的别名规则得到遵守。
关于第 4 个要点，A 必须是聚合类型。但事实并非如此。 a.value 和 *p 属于同一类型 int 的事实并没有改变任何东西。请参阅stackoverflow.com/questions/29298508/… 中已接受答案的第 5 条评论。
抱歉之前的混乱 cmets。严格的别名规则在这里不适用。从 [class.mem] / 20 我们了解到If a standard-layout class object has any non-static data members, its address is the same as the address of its first non-static data member.，即编译器必须假设地址可以引用int 以及A。
@user657267 指向同一位置的不同类型的指针。这称为类型双关语，并且恰好适用于严格的别名规则。
@Lingxi 除非在这种情况下，标准中明确给出了例外。如果上面的代码违反了严格的别名，那么定义标准布局类的整个概念将毫无意义。