C++私人真的是私人的吗？

Question

我正在尝试 C++ 中 private 访问说明符的有效性。这里是：

接口：

// class_A.h

class A
{
public:
    void printX();
private:
    void actualPrintX();
    int x;
};

实现：

// class_A.cpp
void A::printX()
{
    actualPrintX();
}

void A::actualPrintX()
{
    std::cout << x:
}

我将其内置到静态库（.a/.lib）中。我们现在有一个 class_A.h 和 classA.a（或 classA.lib）对。 我编辑了 class_A.h 并从中删除了 private:。

现在在另一个 classTester.cpp 中：

#include "class_A.h"    // the newly edited header

int main()
{
    A a;

    a.x = 12;           // both G++ and VC++ allowed this!
    a.printX();         // allowed, as expected
    a.actualPrintX();   // allowed by G++, VC++ gave a unresolved linker error

    return 0;
}

我知道在篡改库的标头后，所有的赌注都消失了（我的意思是，系统完整性等）虽然方法很hacky，但这真的允许吗？有办法阻止这个吗？或者我在这里做错了什么？

Answer 1

private 不是一种安全机制。这是一种传达意图并隐藏程序其他部分不需要了解的信息的方式，从而降低整体复杂性。

拥有两个不同的头文件不符合标准，因此从技术上讲，您正在进入未定义的行为领域，但实际上，正如您所发现的，大多数编译器都不会关心。

Answer 2

你已经超出了 C++ 允许的范围，所以你所做的事情是不允许的 - 但当然它可能在某些情况下在某些编译器上工作。

具体来说，您违反了单一定义规则。

Herb Sutter 的这篇文章很好地解释了这一点 - 它还提供了一种合法且可移植的方式规避访问说明符系统。

Answer 3

不。私人访问控制是为了阻止您做愚蠢的事情，而不是作为一种安全机制来阻止其他人访问您的数据或功能。有很多很多方法可以绕过它。

Answer 4

我试过。这是我编写的一个程序的一个 nm，它有一个带有一个私有方法和一个公共方法的 Test 类。

0000000100000dcc T __ZN4Test3barEv
0000000100000daa T __ZN4Test3fooEv

正如您所看到的，签名完全相同。链接器完全无法区分私有方法和公共方法。

Answer 5

我同意大多数其他答案。

不过，我想指出，当您删除该 private 时，编译器以不同的方式物理排列成员是完全可以接受的。如果有效的话，那就是运气了。你不能指望它。如果双方没有使用相同的声明，那么他们实际上并没有使用同一个类。

Answer 6

由于没有人提到阻止这种情况的方法...阻止访问私有成员的一种可能方法是将它们声明为在文件外部不可见的单独内部类型。当然，如果您想提供对此内部的显式访问，则必须提供内部声明。这通常也是使用包含该类型的内部标头来完成的。

注意：在此示例中，您必须跟踪分配/释放该内部对象。还有其他不需要这样做的方法。

// class_A.h
class A {
public:
  void printX();
private:
  void *Private;
};

// class_A.cpp
class A_private {
  void actualPrintX();
  int x;
};

void A::printX() {
  reinterpret_cast<A_private *>(Private)->actualPrintX();
}

void A_private::actualPrintX() {
  std::cout << x:
}

Answer 7

任何地方都没有 A::actualPrintX 实现。那是你的链接器错误。

Answer 8

在大多数情况下，您甚至不必编辑头文件即可将私有成员设为公开。您可以使用预处理器来完成此操作。像这样：

//"classWithPrivateMembers.hpp"
class C
{
private: //this is crucial for this method to work
    static int m;
};

int C::m = 12;

然后，这将起作用：

#define private public  
#include "classWithPrivateMembers.hpp"  
#undef private

int main()
{
    C::m = 34; // it works!
}

Answer 9

还要记住，当您更改成员变量的访问权限时，编译器可能会将其放置在类对象中的不同偏移处。该标准允许编译器在重新排列成员方面有相当大的自由度（我认为至少在相同的访问级别内）。