C++中的友元

断了今生、忘了曾经 提交于 2020-02-06 00:57:23

1 C++中的友元

1.1 友元的概念

什么是友元:

  • 友元是C++中的一种关系。
  • 友元关系发生在函数与类之间或者类与类之间。
  • 友元关系是单项的,不能传递。
    在这里插入图片描述

1.2 友元的用法

用法如下:

  • 在类中以friend关键字声明友元。
  • 类的友元可以是其它类或者具体函数。
  • 友元不是类的一部分。
  • 友元不受类中访问级别的限制。
  • 友元可以直接访问具体类的所有成员。

友元的语法:

  • 在类中用friend关键字对函数或类进行声明。
    在这里插入图片描述
    友元使用示例:
#include <stdio.h>
#include <math.h>

class Point
{
    double x;
    double y;
public:
    Point(double x, double y)
    {
        this->x = x;
        this->y = y;
    }
    
    double getX()
    {
        return x;
    }
    
    double getY()
    {
        return y;
    }
       
    friend double func(Point& p1, Point& p2);
};

double func(Point& p1, Point& p2)
{
    double ret = 0;
    
    ret = (p2.y - p1.y) * (p2.y - p1.y) +
          (p2.x - p1.x) * (p2.x - p1.x);
          
    ret = sqrt(ret);
    
    return ret;
}

int main()
{
    Point p1(1, 2);
    Point p2(10, 20);
    
    printf("p1(%f, %f)\n", p1.getX(), p1.getY());
    printf("p2(%f, %f)\n", p2.getX(), p2.getY());
    printf("|(p1, p2)| = %f\n", func(p1, p2));
    
    
    return 0;
}

1.3 友元的注意事项

友元必须注意如下:

  • 友元关系不具备传递性。
  • 类的友元可以是其它类的成员函数。
  • 类的友元可以是某个完整的类,此时所有的成员函数都是友元。

在这里插入图片描述
友元的深入分析:

#include <stdio.h>

class ClassC
{
    const char* n;
public:
    ClassC(const char* n)
    {
        this->n = n;
    }
    
    friend class ClassB;
};

class ClassB
{
    const char* n;
public:
    ClassB(const char* n)
    {
        this->n = n;
    }
    
    void getClassCName(ClassC& c)
    {
        printf("c.n = %s\n", c.n);
    }
    
    friend class ClassA;
};

class ClassA
{
    const char* n;
public:
    ClassA(const char* n)
    {
        this->n = n;
    }
    
    void getClassBName(ClassB& b)
    {
        printf("b.n = %s\n", b.n);
    }
    /*
    void getClassCName(ClassC& c)
    {
        printf("c.n = %s\n", c.n);
    }
    */
};

int main()
{
    ClassA A("A");
    ClassB B("B");
    ClassC C("C");
    
    A.getClassBName(B);
    B.getClassCName(C);
    
    return 0;
}

1.4 友元的尴尬

对于友元很是尴尬:

  • 友元是为了兼容C语言的高效而诞生的。
  • 友元直接破坏了面向对象的封装性。
  • 友元在实际产品中的高效是得不偿失的。
  • 友元在现代软件工程中已经逐渐被遗弃。

参考资料:

  1. C++深度解析教程
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