О доступе к защищенным элементам базового класса в производном классе

В данной статье демонстрируется и объясняется пример, в котором не удается получить доступ к защищенным элементам базового класса в производном классе.

Иллюстрирующий пример

Исходный пример:

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
 protected:
  int protected_value_;

 public:
  Base() : protected_value_{0} {}
  Base(int t_value) : protected_value_{t_value} {}
  virtual ~Base() = 0;
};

Base::~Base() {}

class Child : public Base {
 public:
  Child() : Base() {}
  Child(int t_value) : Base(t_value) {}
  int sum(Base* children, size_t count) {
    int result = 0;
    for (size_t i = 0; i < count; i++) {
      // Ошибка компиляции:
      // не удается получить доступ к защищенному члену "Base::protected_value_"
      // (объявлено в строке 6) с помощью указателя "Base" на объект
      result += children[0].protected_value_;
    }
    return result;
  }
  ~Child() {}
};

Обратите внимание на строчку result += children[0].protected_value_;. На данной строке происходит попытка получить доступ к защищенному полю protected_value_ базового класса Base из производного Child. Компилятор на этой строчке выдаст ошибку доступа к защищенному полю.

Объяснение проблемы

Для объяснения причины возникновения данной ошибки, обратим внимание на то, что означает использование protected в классе:

Член (либо элемент данных, либо функция-член), объявленный в protected разделе класса, может быть доступен только функциям-членам и друзьям этого класса, а также функциям-членам и друзьям производных классов.

Иными словами, protected доступ к элементам возможен:

• через this указатель;
• к защищенным элементам того же типа, даже если они объявлены в base;
• из дружественных классов, функций.

Производный класс не может обращаться к защищенным элементам экземпляров базового (родительского) класса!

В вашем случае Child класс может обращаться только к защищенному элементу protected_value_ экземпляров Child, но не к защищенному элементу protected_value_ экземпляров Base.

Решение проблемы

Чтобы решить эту проблему, вы можете явно указать дружественность производного класса к базовому классу, не нарушая инкапсуляцию:

#include <iostream>
using namespace std;

class Child;

class Base {
 protected:
  int protected_value_;

 public:
  Base() : protected_value_{0} {}
  Base(int t_value) : protected_value_{t_value} {}
  virtual ~Base() = 0;
  friend Child;
};

Base::~Base() {}

class Child : public Base {
 public:
  Child() : Base() {}
  Child(int t_value) : Base(t_value) {}
  int sum(Base* children, size_t count) {
    int result = 0;
    for (size_t i = 0; i < count; i++) {
      // Всё ок! Работает дружественность.
      result += children[0].protected_value_;
    }
    return result;
  }
  ~Child() {}
};