白话C++系列（30） -- 友元类

友元类

友元类的定义与友元函数的定义非常相似，也是使用关键字friend，后面跟一个类的类名即可。需要大家特别注意的是，如果我们要声明一个友元类的时候，需要在当前这个类的前面先声明这个类，如下所示：

上面我们声明了Circle类为Coordinate类的友元类，而且在Coordinate类前面也声明了一下Circle类。

当我们将Circle这个类声明为Coordinate类的友元类之后，我们就可以在Circle这个类当中去定义一个Coordinate的对象了，并且可以通过这个对象任意访问Coordinate这个类当中的私有的数据成员和成员函数（在上面的例子中，我们只定义了数据成员，而没有定义成员函数）。

我们来看一下实际定义Circle类的时候是如何做的？

我们看到，实际定义Circle的时候，我们就是在访问限定符private的下面定义了一个Coordinate的对象m_coor，在任何Circle当中的成员函数中，都可以通过这个对象来访问Coordinate中私有的数据成员或者成员函数。

关于友元的注意事项

• 友元关系不可以传递（比如：B是A的朋友，C是B的朋友，但C未必就是A的朋友）
• 友元关系的单向性（比如：A是B的朋友，B不一定就是A的朋友，所以在声明有缘的时候，一定要搞清楚到底A是B的友元，还是B是A的友元）
• 友元声明的形式及数量不受限制（可以既有友元函数也有友元类，而且声明数量也不受限制）

注意：

友元只是封装的一种补充，其并不是一个很好的语法。也就是说，是不得已而为之所用的语法，如果在前期设计巧妙的话，实际上是可以避开友元的。这就是说，友元的使用破坏了封装性，使得类的封装性看上去更差，从而也体现了一种定向暴露的思想（我把谁当做朋友，也就相当于我把数据定向的暴露给谁了）。

友元类代码实践

题目描述：

/*   ****************************************************   */

/*  友元类

/*   ****************************************************   */

程序框架：

从程序框架上来看，跟之前所讲的友元函数是一样的，也定义了两个类：一个是Time类，一个是Match类。但是这里所讲的内容跟之前有些不同，我们一起来看一看。

首先在Time类（Time.h文件）中，我们在private下面又定义了一个成员函数printTime()，在这个成员函数下面是三个数据成员：时、分、秒。

头文件（Time.h）

#ifndef TIME_H
#define TIME_H

class Time
{    
public:
    Time(int hour, int min, int sec);
private:
    void printTime(); 
    int m_iHour;
    int m_iMinute;
    int m_iSecond;
};

#endif

我们再来看一看printTime函数是如何定义的，跳到Time.cpp中

源程序（Time.cpp）

#include"Time.h"
#include<iostream>
using namespace std;

Time::Time(inthour, intmin, intsec)
{
    m_iHour = hour;
    m_iMinute = min;
    m_iSecond = sec;
}
void Time::printTime()
{
    cout << m_iHour <<"时"<< m_iMinute <<"分"<< m_iSecond <<"秒"<< endl;
}

此外，我们在Match.h中又加了一个成员函数testTime()，并且在Match.cpp中做了实现，这个实现是通过数据成员m_tTimer来调用printTime以及时、分。秒数据成员。我们可以看到，无论是成员函数还是数据成员都是写在了Time类中的private下面的。我们再来看一下Match.h中的数据成员，其是一个Time的数据成员m_tTimer（计时）。如下所示：

头文件（Match.h）

#ifndef MATCH_H
#define MATCH_H

#include"Time.h"

class Match
{
public:
    Match(int hour, int min, int sec);
    void testTime();
private:
    Time m_tTimer;
};

#endif

源程序（Match.cpp）

#include"Match.h"
#include<iostream>
using namespace std;

Match::Match(int hour, int min, int sec):m_tTimer(hour, min, sec)//通过初始化列表来实例化m_tTimer的三个参数
{
   // to do
}

void Match::testTime()
{
    m_tTimer.printTime();
    cout << m_tTimer.m_iHour <<":"<< m_tTimer.m_iMinute <<":"<< m_tTimer.m_iSecond << endl;
}

主调程序（demo.cpp）

#include<iostream>
#include"stdlib.h"
#include"Time.h"
#include"Match.h"

using namespace std;

int main()
{
    Match m(6,30,56);
    m.testTime();

    system("pause");
    return 0;
}

在这里我们实例化了一个Match对象m，并传入了三个参数：时分秒，接着通过对象m来调用testTime()函数。

程序到这我们并没有在Time.h中声明Match为其友元类，所以当我们按F7的时候，可以看到：

也就是说，此时我们所调用的printTime函数或者数据成员，都因为其是private的访问形式而无法被调用。

所以此时，我们需要到Time.h文件中，将Match类声明为Time类的友元类，如下：

#ifndef TIME_H
#define TIME_H

class Match;//因为要声明友元，必须在此前要先声明一下
class Time
{
    friend Match; //声明Match类为Time类的友元类
public:
    Time(int hour, int min, int sec);
private:
    void printTime(); 
    int m_iHour;
    int m_iMinute;
    int m_iSecond;
};

#endif

现在我们再来看一看运行结果：

从打印结果可以看到，一个是“6时30分56秒”，一个是“6:30:56”，之所以能打印出中而两行结果，，这与Match中的testTime函数的实现有关系。我们看到第一行“m_tTimer.printTime()”这一行打印出来的就是“6时30分56秒”，第二行通过cout的方式就是打印出的“6:30:56”。