C++中的友元类及友元类的应用场景

来源：互联网发布：好喝的白酒知乎编辑：程序博客网时间：2024/06/06 20:27

在学习C++之初就知道有友元的概念,但是它到底有什么用,什么时候是合适的应用时机一直不太明确.

简单描述一下其应用场景.

现在有一个图元类Gp,在绘制的过程中可能会用到N多的成员变更,如是否显示颜色,点大小,线宽度等. 为了把这么多的成员变更集中到一块.一个很自然的想法是将其放置到一个类GpData中. 但是马上就会出现了一个问题,Gp如何访问GpData中的成员变更. 如果把成员疏解出去,而为变量的访问造成了非常大的(把方法调用夸张了一下)困难.那么这个处理方法显然是得不偿失的.C++中有没有一种技术是解决这个问题的呢? 能不能一举两得呢? 显示是可以的. 这也就是友元的作用.另外,还可以做出不破坏类的封装性.

即可以将成员移交给别的类(自己的好友值得托付)又可以方便使用(使用时友类给予最便捷的支持,就像使用自己的东西一样去使用).

下面就介绍详细一下友元类.

什么是友元类

定义:当一个类B(Gp)成为了另外一个类A(GpData)的“朋友”时，那么类A的私有和保护的数据成员就可以被类B访问。我们就把类B叫做类A的友元。

友元类能做什么

作用:友元类可以通过自己的方法来访问把它当做朋友的那个类的所有成员。但是我们应该注意的是，我们把类B设置成了类A的友元类，但是这并不会是类A成为类B的友元。说白了就是：甲愿意把甲的秘密告诉乙，但是乙不见得愿意把乙自己的秘密告诉甲。

友元类的声明方法和其用法

用法:只要我们在类A的成员列表中写下如下语句：

Class A //(GpData) 图元的数据及其他{
pravate:
friend class B;//Gp //图元类
bool color;
int pSize;
...

}

　　这样一来，类B(Gp)就被声明成了类A(GpData)的友元。注意，类B虽然是类A的友元，但是两者之间不存在继承关系。这也就是说，友元类和原来那个类之间并没有什么继承关系，也不存在包含或者是被包含的关系，友元类和我上一篇博文《谈谈：C++类的“包含”机制》中的包含是完全不一样的！

友元类的一个具体例子

在这里，我们引用一个我从网上收集到的例子来说明友元类的作用：假设我们要设计一个模拟电视机和遥控器的程序。大家都之道，遥控机类和电视机类是不相包含的，而且，遥控器可以操作电视机，但是电视机无法操作遥控器，这就比较符合友元的特性了。即我们把遥控器类说明成电视机类的友元。下面是这个例子的具体代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class TV
{
    public:
      friend class Tele;
      TV():on_off(off),volume(20),channel(3),mode(tv){}
    private:   
      enum{on,off};
      enum{tv,av};
      enum{minve,maxve=100};
      enum{mincl,maxcl=60};
      bool on_off;
      int  volume;
      int channel;
      int mode;
};
class Tele
{
    public:
       void OnOFF(TV&t){t.on_off=(t.on_off==t.on)?t.off:t.on;}
       void SetMode(TV&t){t.mode=(t.mode==t.tv)?t.av:t.tv;}
       bool VolumeUp(TV&t);
       bool VolumeDown(TV&t);
       bool ChannelUp(TV&t);
       bool ChannelDown(TV&t);
       void show(TV&t)const;   
};
bool Tele::VolumeUp(TV&t)
{
    if (t.volume<t.maxve)
    {
        t.volume++;
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}
bool Tele::VolumeDown(TV&t)
{
    if (t.volume>t.minve)
    {
        t.volume--;
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}
bool Tele::ChannelUp(TV&t)
{
    if (t.channel<t.maxcl)
    {
        t.channel++;
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}
bool Tele::ChannelDown(TV&t)
{
    if (t.channel>t.mincl)
    {
        t.channel--;
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}
void Tele::show(TV&t)const
{
    if (t.on_off==t.on)
    {
        cout<<"电视现在"<<(t.on_off==t.on?"开启":"关闭")<<endl;
        cout<<"音量大小为："<<t.volume<<endl;
        cout<<"信号接收模式为："<<(t.mode==t.av?"AV":"TV")<<endl;
        cout<<"频道为："<<t.channel<<endl;
 
    }
    else
    {
        cout<<"电视现在"<<(t.on_off==t.on?"开启":"关闭")<<endl;
    }
     
}
int main()
{
    Tele t1;
    TV t2;
    t1.show(t2);
    t1.OnOFF(t2);
    t1.show(t2);
    cout<<"调大声音"<<endl;
    t1.VolumeUp(t2);
    cout<<"频道+1"<<endl;
    t1.ChannelUp(t2);
    cout<<"转换模式"<<endl;
    t1.SetMode(t2);
    t1.show(t2);
    return 0;
}

我们在程序的第6行定义了一个TV电视机类的友元类Tele。那么程序中就可以来调用TV类中的私有成员。下面，是该程序的输出：

上面提到没有破坏类的封装性.其实是不准确的,是最小伤害的不破坏,仅仅是将风险暴露给了自己依赖的朋友(友元).以上是我所知道的友元.

提示: 技术都有其应场景的,大家在应用的时候应该做好技术评估,要必须用则用,不要可用则用.

参考: http://www.cnblogs.com/uniqueliu/archive/2011/08/02/2125590.html

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