访问函数

在之前的公共和私有成员以及访问说明符中，我们讨论了公共和私有的访问级别。作为提醒，类通常会将其数据成员声明为私有，而私有成员不能被公共代码直接访问。

考虑以下Date类：

#include <iostream>

class Date
{
private:
    int m_year{ 2020 };
    int m_month{ 10 };
    int m_day{ 14 };

public:
    void print() const
    {
        std::cout << m_year << '/' << m_month << '/' << m_day << '\n';
    }
};

int main()
{
    Date d{};  // 创建一个Date对象
    d.print(); // 打印日期

    return 0;
}

虽然这个类提供了一个print()成员函数来打印整个日期，但这可能无法满足用户的全部需求。例如，如果Date对象的用户想要获取年份，或者将年份更改为其他值，他们将无法做到，因为m_year是私有的（因此不能被公共代码直接访问）。

对于某些类来说，在类的功能范围内，能够获取或设置私有成员变量的值是合适的。

访问函数

访问函数是一个简单的公共成员函数，其作用是检索或更改私有成员变量的值。

访问函数有两种形式：获取器（getters）和设置器（setters）。获取器（有时也称为访问器）是返回私有成员变量值的公共成员函数。设置器（有时也称为修改器）是设置私有成员变量值的公共成员函数。

术语说明

“修改器”（mutator）一词通常与“设置器”（setter）可以互换使用。但更广泛地说，修改器是任何修改（改变）对象状态的成员函数。根据这个定义，设置器是一种特定类型的修改器。然而，也有可能存在非设置器函数，它们也属于修改器。

获取器通常被声明为const，以便它们可以在常量和非常量对象上调用。设置器应该是非const的，以便它们可以修改数据成员。

为了说明，让我们更新我们的Date类，使其拥有一整套获取器和设置器：

#include <iostream>

class Date
{
private:
    int m_year { 2020 };
    int m_month { 10 };
    int m_day { 14 };

public:
    void print()
    {
        std::cout << m_year << '/' << m_month << '/' << m_day << '\n';
    }

    int getYear() const { return m_year; }        // 年份的获取器
    void setYear(int year) { m_year = year; }     // 年份的设置器

    int getMonth() const  { return m_month; }     // 月份的获取器
    void setMonth(int month) { m_month = month; } // 月份的设置器

    int getDay() const { return m_day; }          // 日期的获取器
    void setDay(int day) { m_day = day; }         // 日期的设置器
};

int main()
{
    Date d{};
    d.setYear(2021);
    std::cout << "The year is: " << d.getYear() << '\n';

    return 0;
}

该程序输出：

The year is: 2021

访问函数的命名

访问函数的命名没有通用的约定。然而，有一些比其他更受欢迎的命名约定。

使用“get”和“set”前缀：

int getDay() const { return m_day; }  // 获取器
void setDay(int day) { m_day = day; } // 设置器

使用“get”和“set”前缀的优点是，它清楚地表明这些是访问函数（并且调用它们应该是廉价的）。

不使用前缀：

int day() const { return m_day; }  // 获取器
void day(int day) { m_day = day; } // 设置器

这种风格更加简洁，并且对获取器和设置器使用相同的名称（依赖函数重载来区分两者）。C++标准库使用了这种约定。

不使用前缀约定的缺点是，它并不特别明显地表明这是在设置day成员的值：

d.day(5); // 这看起来像是在将day成员设置为5吗？

关键洞察：为私有数据成员使用“m_”前缀的一个最佳理由是，避免数据成员和获取器具有相同的名称（C++不支持这一点，尽管其他语言如Java支持）。

仅使用“set”前缀：

int day() const { return m_day; }     // 获取器
void setDay(int day) { m_day = day; } // 设置器

选择以上哪种方式取决于个人偏好。然而，我们强烈推荐为设置器使用“set”前缀。获取器可以使用“get”前缀或不使用前缀。

提示：在设置器上使用“set”前缀，以更清楚地表明它们正在改变对象的状态。

获取器应按值或按常量左值引用返回

获取器应提供对数据的“只读”访问。因此，最佳实践是它们应按值返回（如果复制成员的代价不大）或按常量左值引用返回（如果复制成员的代价较大）。

由于按引用返回数据成员是一个不平凡的话题，我们将在第14.7课——返回数据成员的成员函数中更详细地讨论这个主题。

访问函数的注意事项

关于何时应使用或避免使用访问函数，存在相当多的讨论。许多开发人员认为，使用访问函数违反了良好的类设计原则（这一主题很容易填满一整本书）。

目前，我们推荐一种务实的方法。在创建类时，请考虑以下几点：

• 如果你的类没有不变量，并且需要大量的访问函数，请考虑使用结构体（其数据成员是公共的）并直接提供对成员的访问，而不是使用类。
• 优先实现行为或动作，而不是访问函数。例如，与其使用setAlive(bool)设置器，不如实现一个kill()和一个revive()函数。
• 只有在公共代码合理需要获取或设置单个成员的值时，才提供访问函数。

为什么要将数据设为私有，如果我们要提供一个公共访问函数来访问它？

很高兴你问到这个问题。我们将在后续课程（第14.8课——数据隐藏的好处（封装））中回答这个问题。