友元的友元类

Posted 2023-05-10

参考技术A

友元除了前面讲过的函数以外，友元还可以是类，即一个类可以作另一个类的友元。当一个类作为另一个类的友元时，这就意味着这个类的所有成员函数都是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的隐藏信息（包括私有成员和保护成员）。
定义友元类的语句格式如下：
friend class 类名（即友元类的类名）; (1) 友元关系不能被继承。
(2) 友元关系是单向的，不具有交换性。若类B是类A的友元，类A不一定是类B的友元，要看在类中是否有相应的声明。
(3) 友元关系不具有传递性。若类B是类A的友元，类C是B的友元，类C不一定是类A的友元，同样要看类中是否有相应的申明。 即一个函数作为一个类的函数，同时又是另一个类的友元。
如果我们决定该函数必须作为一个类的成员函数，同时又是另一个类的友元，则成员函数声明和友元声明如下： class Window;class Screenpublic://copy是类Screen的成员Screen& copy(Window&);//...;class Window//copy是类Window的一个友元friend Screen& Screen::copy(Window&);//...;只有当一个类的定义已经被定义时，它的成员函数才能被声明为另一个类的友元。例如Screen 类必须把Window 类的成员函数声明为友元，而Window类必须把Screen 类的成员函数声明为友元。在这种情况下可以把整个Window类声明为Screen 类的友元。 class Window;class Screenfriend class Window;//...;Screen 类的非公有成员现在可以被Window 的每个成员函数访问。

C++友元类

友元类

       不仅可以将一个函数声明为一个类的“朋友”，还可以将一个类（例如 B类）声明为另一个类（例如 A类）的“朋友”。这时B类就是A类的友元类。友元类B中的所有函数都是A类的友元函数，可以访问A类中的所有成员。

       声明友元类的一般形式为：

friend class 类名；

       所以，可以在A类的定义体中，可以使用如下语句声明B类为其友元类：

friend class B;

       那么，类B是类A的友元类。所以，类B的成员函数就可以访问类A的私有成员。

       如下是一个测试例子：

程序运行结果如下：

 

       可以看到，定义了my_print类和student类。其中，在student类定义的时候，有：

friend class my_print; //声明友元类

       所以，声明my_print类是student类的友元类。那么，my_print类的成员函数，就可以访问student类的私有成员。

       所以，my_print::print()函数中，可以引用输出student类的name, addr等私有成员。

       注意：my_print::print()函数的定义，需要在student类的后面，具体原理可以参考“编译器对类提前声明的处理”章节。就是上一章节，已经说了编译对类提前声明的处理。

       有关友元，有下面两点需要说明：

(1) 友元的关系是单向的，而不是双向的。如果声明类A是类B的友元类，不等于类B也是类A的友元类。

(2) 友元的关系不能够传递，如果类B是类A 的友元，类C是类B的友元，并不等于类C就是类A的友元。

       在实际工作中，除非确实有必要，否则，一般并不把整个类声明为友元类。而只将确实有需要的成员函数声明为友元函数，这样更方便安全一些。

       有关友元利弊的分析：面向对象程序设计的一个基本原则是封装性和信息隐蔽，而友元却可以访问其他类中的私有成员，不能不说这是封装原则的一个小的破坏。但是，它能有助于数据共享，能提高程序的效率，在使用友元的时候，要注意到它的副作用，不用过多地使用友元，只有在使用它能使程序精炼，并大大提高程序的效率时才用友元。也就是说，要在数据共享和信息隐蔽之间选择一个恰当的平衡点。

总结

本章节我们学习了C++的友元特性，可以定义友元函数和友元类。

在面向对象编程的设计思想中，有一个重要的特性就是：信息的封装和隐藏；例如，C++提供了private关键字，可以定义C++类对象的成员类型，是“私有”属性，不可以被外界访问，从而降低对象之间传递消息的效率。

那么，为了提高对象之间传递消息的效率，就需要打破这种信息“隐藏”的特性。

所以，C++提供了友元的特性，可以解决这个问题。例如，C++声明一个函数是自己的“朋友（友元）”，那么，该函数就可以访问C++隐藏的信息。从而提高获取对象信息的效率。

读者要仔细分析，掌握好每一个知识点，然后，自己总结出对该知识点的理解。自己总结出来的知识，理解才深刻，才是自己掌握的知识。