聊聊C# CLR中那些大量的友元函数,友元类的底层玩法

Posted 2022-06-17 dotNET跨平台

一：理解友元

如果你看过 CLR 代码就会发现这里面有很多的 friend 修饰符, 比如: MethodTable.cpp 文件下。

class MethodTable

    /************************************
     *  FRIEND FUNCTIONS
     ************************************/
    // DO NOT ADD FRIENDS UNLESS ABSOLUTELY NECESSARY
    // USE ACCESSORS TO READ/WRITE private field members

    // Special access for setting up String object method table correctly
    friend class ClassLoader;
    friend class JIT_TrialAlloc;
    friend class Module;
    friend class EEClass;
    friend class MethodTableBuilder;
    friend class CheckAsmOffsets;
 ...

这对于 C# 来说是个新鲜玩意，这一篇我们就来探索下 friend 的底层玩法。

我个人觉得类中引入了 friend 修饰符会让类之间更具有人情味，在现实生活中，人都是一个独立的个体，什么该拿出来，什么不该拿出来，自己心里很有数， 这就是很好的封装性，但这个封装性最终还是取决于对面是什么人，如果是 亲戚 在遇到困难的时候你绝对可以慷概援助， 陌生人 你可能就需要考虑再三了。

那这个 friend 就是用来标记 谁和谁 是亲戚,谁和谁是朋友，大家相互利用对方的资源，一起做大当地的市场。

在 C++ 中存在两种友元，一个叫 友元函数，一个叫 友元类，我们逐一了解下。

一：C++ 中的友元函数

1. 一个小例子

为了方便说明，先上一段代码：

#include<iostream>

using namespace std;

class Person 

public:
 Person(int money) :money(money) 
private:
 string name;
 int money;
;

int getMoney(const Person& person)

 int money = person.money;

 return money;


int main() 

 Person p(100);

 int age = getMoney(p);

 cout << "money: " << age << endl;

假定上面的 getMoney 函数想直接提取 Person 的私有字段 money ，这么粗暴的做法，我想是个人都会拒绝，何况是函数了，在现实社会实践中，总有办法能偷出来的 😄，代码中也是一样，比如用 指针 直接暴力偷，如下图所示：

这么玩的话其实没什么意思，合规的做法是将 getMoney() 设置为 Person 的友元函数。

2. 使用友元函数

使用友元函数之前，我们先看下 友元函数 的定义格式。

class Person 

 //友元列表
 friend <返回类型> <函数名> (<参数列表>);

private:
 xxxx

public:
 xxx
;

看起来非常简单，就是在 类 的开始处定义一个 友元列表 即可，接下来我们修改代码如下：

#include<iostream>

using namespace std;

class Person 

 friend int getMoney(const Person& person);

public:
 Person(int money) :money(money) 
private:
 string name;
 int money;
;

//友元函数
int getMoney(const Person& person)

 int money = person.money;

 return money;


int main() 

 Person p(100);

 int age = getMoney(p);

 cout << "money: " << age << endl;

本质上来说，能不能提取得到，就是 编译器 的一个限定而已，在汇编上没有任何不一样的地方，都是从栈单元中获取数值。

二：C++ 中的友元类

1. 一个小例子

除了将 函数 设置为友元，当然还可以将 类 设置为友元了, 格式也基本差不多。

class Person 

 //友元列表
 friend class 类名;

private:
 xxxx

public:
 xxx
;

有了这个模板，接下来就可以上代码了。

#include <iostream>

using namespace std;

class Person 

 friend class Test;

public:
 Person(int money) :money(money) 
private:
 string name = "hello";
 int money;
;

class Test 
public:
 int getMoney(const Person& person) 

  int sum = person.money;

  return sum;
 
;

int main() 

 Person p(100);

 Test t;

 int money = t.getMoney(p);

 cout << "money: " << money << endl;

三：总结

友元的思想还是挺符合现实社会的，用起来也很简单，最后就是友元只是一个编译器限定，在汇编层没有什么不同，都是从 栈单元 上提取出目标值。

好了，本篇就聊这么多，希望对你有帮助。