19 友元的尴尬能力

目录

• 1 友元的概念
• 2 友元的尴尬
• 3 注意事项

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

  • 友元关系是单向的，不能传递

    • 左边的函数是右边类的友元，所以左边的函数可以访问右边类的成员

    

• 友元的用法

  • 在类中以 friend 关键字声明友元
  • 类的友元可以是其他类或者具体函数
  • 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 => 破坏了类的封装性

• 友元的语法

  • 在类中用 friend 关键字对函数或类进行声明

• 示例：友元的使用

  • Demo

    #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;
    }
    

  • 编译运行

    p1(1, 2)
    p2(10, 20)
    |(p1, p2)| = 20.124612
    

2 友元的尴尬

• 友元是为了兼顾 C 语言的高效而诞生的
• 友元直接破坏了面对对象的封装性
• 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

3 注意事项

• 友元关系不具备传递性

• 类的友元可以是其他类的成员函数

• 类的友元可以是某个完整的类

  

• 示例：友元深入分析

  • Demo

    #include <stdio.h>
    
    class ClassC
    {
        const char* n;
    public:
        ClassC(const char* n)
        {
            this->n = n;
        }
        
        friend class ClassB;  //类B是类C的友元
    };
    
    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;  //类A是类B的友元
    };
    
    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)  //类A中不能直接访问类C的成员，不具备友元关系
        {
            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;
    }
    

  • 编译运行

    b.n = B
    c.n = C