友元类

1。类还有友元类,一个友元类可以访问类的私有数据,而非友元类则不能访问类的私有数据,这就实现了类的封装。

2。 一个类作为另一个类的友元时,该类称为友元类。友元类的所有成员函数都是另一个类的友元函数,都可以访问另一个类中的隐藏信息(包括私有成员和保护成员)。
    友元类可以在另一个类的公有部分或私有部分进行说明,说明方法如下:
    friend <类名>; //友元类类名
    使用友元类时注意:
    (1) 友元关系不能被继承。
    (2) 友元关系是单向的,不具有交换性。若类X是类Y的友元,类Y不一定是类X的友元,要看在类中是否有相应的声明。
    (3) 友元关系不具有传递性。若类X是类Y的友元,类Y是Z的友元,类X不一定是类Z的友元

### C++ 中友元类的定义与使用 #### 定义 友元类是一种特殊的,它能够访问另一个中的 `private` 和 `protected` 成员。这种机制突破了通常情况下封装性的限制,允许特定的外部实体(即友元)直接操作原本不可见的数据成员或成员函数。友元关系是单向的,也就是说如果 A 是 B 的友元,则 A 能够访问 B 的私有和保护成员,但反过来并不成立。 为了声明一个作为另一个的友元,可以在目标中使用关键字 `friend` 并指定友元类的名字。例如: ```cpp class FriendClass; class OriginalClass { friend class FriendClass; // 声明 FriendClass 为友元类 }; ``` 一旦完成这样的声明,`FriendClass` 就获得了对 `OriginalClass` 所有非公有成员的完全访问权[^1]。 #### 使用场景 友元类的主要用途在于解决某些特殊需求下的数据共享问题,尤其是在两个紧密关联的对象之间需要互相协作的时候。比如在一个复杂的模拟环境中,可能有一个管理器负责协调多个子系统的状态更新工作,这时让这个管理器成为各个子系统的友元就显得非常合理[^4]。 另外,在一些设计模式的应用当中也会涉及到友元的概念,像工厂模式或者观察者模式等都可能存在似的结构安排[^5]。 #### 实现细节 当我们将某个设为其朋友之后,该朋友就可以自由地调用被标记为目标的那个里的任何隐藏属性以及方法。下面给出一段具体的代码演示如何创建并利用友元类: ```cpp #include <iostream> using namespace std; class ClassB; class ClassA{ friend class ClassB; // 声明 ClassB 为友元类 public: ClassA(int val): m_val(val){} private: int m_val; }; class ClassB{ public: void PrintValue(ClassA& obj){ cout << "The value is: " << obj.m_val << endl; // 访问 ClassA 的私有成员 } }; int main(){ ClassA a(10); ClassB b; b.PrintValue(a); // 输出 The value is: 10 } ``` 在这个例子中可以看到,尽管 `m_val` 属于 `ClassA` 的私有字段,但由于我们已经把 `ClassB` 设定成了它的友元,所以仍然能够在后者的方法里正常读取到前者的内容[^3]。 需要注意的是,虽然引入了友元机制可以让程序更加灵活方便,但也增加了维护成本,因为这实际上破坏了一部分原有的抽象屏障。因此应该谨慎考虑何时何地采用这种方式来解决问题[^2]。
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