第28课 - 友元的尴尬能力

第28课 - 友元的尴尬能力

1. 什么是友元？

　　（1）友元是C++ 中的一种关系

　　（2）友元关系发生在函数与类之间或者类与类之间

　　（3）友元关系是单向的，不能传递

2. 友元的用法

　　（1）在类中以 friend 关键字声明友元

　　（2）类的友元可以是其它类或者具体函数

　　（3）友元不是类的一部分

　　（4）友元不受类中访问级别的限制

　　（5）友元可以直接访问具体类的所有成员

3. 友元的语法

　　在类中用 friend 关键字对函数或类进行声明。

#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);  // 友元函数
};

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;
}

4. 友元的尴尬

　　（1）友元是为了兼顾 C 语言的高效而诞生的。

　　前面的例子中，计算两点之间的距离，如果使用C语言开发，直接访问结构体成员即可，效率很高。使用C++开发，如果按照一般的方式，需要多次调用 public 中的成员函数来访问 private 中的成员变量，该例中就调用了8次 getX() / getY()，这样就导致程序效率很低。早期的C++开发就是使用这种方式，然后被很多程序员所诟病，为了兼顾C语言的高效，由此诞生了友元。

　　（2）友元直接破坏了面向对象的封装性，很多程序开发者将C++当作C语言使用了，将封装性这样的高级面向对象特性丢失了。

　　（3）友元在实际产品中的高效是得不偿失的，在现代软件工程开发中已经逐渐被遗弃

5. 注意事项

　　（1）友元关系不具备传递性。      A 是B 的友元，B 是C 的友元，但A 不 C 的友元。

　　

　　（2）类的友元可以是其它类的成员函数

　　（3）类的友元可以是某个完整的类：所有的成员函数都是友元

#include <stdio.h>

class ClassC
{
private:
    const char* n;

public:
    ClassC(const char* n){this->n = n;}
    
    friend class ClassB; //B是C的友元类，即B可以任意访问C
};

class ClassB
{
private:
    const char* n;

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

    void getClassCName(ClassC& c)
    {
        printf("c.n = %s\n", c.n);//合法，因为在类C中，己将B声明为友元类
    }
    
    friend class ClassA; //A是B的友元类，即A可以任意访问B
};


class ClassA
{
private:
    const char* n;

public:
    ClassA(const char* n){this->n = n;}

    void getClassCName(ClassC& c)
    {
        //printf("c.n = %s\n", c.n);//非合法，因为在类C中，并没将A声明为友元类
    }

    void getClassBName(ClassB& b)
    {
        printf("b.n = %s\n", b.n);//合法，因为在类B中，己将A声明为友元类
    }
};

int main()
{
    //A是B的友元类，B是C的友元类，但A不能自动传递为C的友元类
    ClassA A("A");
    ClassB B("B");
    ClassC C("C");

    A.getClassBName(B);//A是B的友元类，
    B.getClassCName(C);//B是C的友元类

    return 0;
}

6. 小结

　　（1）友元是为了兼顾 C 语言的高效而诞生的

　　（2）友元直接破坏了面向对象的封装性

　　（3）友元关系不具备传递性

　　（4）类的友元可以是其它类的成员函数

　　（5）类的友元可以是某个完整的类