C++ 友元、组合、继承的简单使用

现在有这样一个问题，描述如下：

类A、B有公有和私有类型、成员函数、成员数据，类C有些公有函数，怎样让类C的公有函数能随时访问和修改类A、类B的所有成员？

问题具体说明如下：

class Class1 {public:    int num_tokens;    typedef vector<int> int_1vec;        Class1() {        cout << "class1 constructor!" << endl;    }private:    int config;};class Class2 {public:    int frame;        Class2() {        cout << "class2 constructor!" << endl;    }    private:    int cur_cost;    int next_cost;    typedef vector<string> string_1vec;    };class Class3 {public:    void* run(void*);private:    int beam;}

怎样让类Class3的run函数能访问到Class1、Class2的所有成员，包括Class1的公有成员num_tokens、共有类型int_1vec，Class2的公有成员frame、私有类型string_1vec?

以下贴出3种方法来解决这个问题：

方法1： 仅将Class3声明为Class1和Class2的友元类，这样就可以让Class3的成员函数访问到Class1和Class2的所有成员了，具体代码如下，

头文件代码如下：

#ifndef MULTI_CLASS_H#defineMULTI_CLASS_H#include <vector>#include <string>#include <iostream>using namespace std;class Class3; // 此处同样需要友元声明class Class1 {    friend class Class3;public:    static int num_tokens; // 在此处声明静态成员    typedef vector<int> int_1vec;        Class1() {        cout << "class1 constructor!" << endl;    }private:    int config;};class Class2 {    friend class Class3;public:    int frame;        Class2() {        cout << "class2 constructor!" << endl;    }    private:    int cur_cost;    int next_cost;    typedef vector<string> string_1vec;    };struct struct1 {    static int ss;};class Class3 {public:        Class3() {        cout << "class3 constructor!" << endl;    }    void print(Class1&); // 传入参数，方便访问Class1的非static数据成员    private:          int i;    };#endif/* MULTI_CLASS_H */

源文件定义如下：

#include "multi-class.h"int Class1::num_tokens = 1; // 静态非const成员的定义，必须在类外定义，而且只能定义一次，所以放在这里定义比较合适void Class3::print(Class1& obj) {    cout << "obj1 beam is: " << Class1::num_tokens << endl; //  对static成员的访问    cout << "obj1 config is: " << obj.config << endl; // 对非static成员的访问    Class1::int_1vec int_vec; // 对Class1公有成员的访问    for (int i = 0; i < 10; ++i)        int_vec.push_back(i);    for (int i = 0; i < 5; ++i)        cout << int_vec[i] << " ";    cout << endl;        Class2::string_1vec string_vec; // 对Class2私有类型的直接访问    for (int i=0; i<5; ++i) {        string tmp = "hello";        string_vec.push_back(tmp);    }    for (int i=0; i<5; ++i)        cout << string_vec[i] << " ";    cout << endl;            };

主程序如下：

#include <cstdlib>#include "multi-class.h"using namespace std;int main(int argc, char** argv) {        Class3 class3; Class1 c; // 对非static成员的访问，必须传入对象    class3.print(c);    return 0;}

测试结果如下：

class3 constructor!obj1 beam is: 1obj1 config is: 00 1 2 3 4 hello hello hello hello hello

方法2： 将Class3声明为Class1和Class2的组合，也就是利用C++中的“组合机制”。

头文件代码如下：

#ifndef MULTI_CLASS_H#defineMULTI_CLASS_H#include <vector>#include <string>#include <iostream>using namespace std;class Class3; // 必须先声明！class Class1 {        // 声明为友元类，这样就可以直接在Class3中使用Class1的私有类型了    // 如果没有此声明，则只能访问Class1的公有部分       friend class Class3; public:    int num_tokens;    typedef vector<int> int_1vec;        Class1() {        cout << "class1 constructor!" << endl;    }private:    int config;};class Class2 {    friend class Class3;  // 同上public:    int frame;        Class2() {        cout << "class2 constructor!" << endl;    }    private:    int cur_cost;    int next_cost;    typedef vector<string> string_1vec;    };class Class3 {public:    Class3() {        cout << "class3 constructor!" << endl;    }    void print();    private:      Class1 obj1;    Class2 obj2;    };#endif/* MULTI_CLASS_H */

源文件定义如下：

#include "multi-class.h"void Class3::print() {    cout << "obj1 beam is: " << obj1.num_tokens << endl;    Class1::int_1vec int_vec; // 使用Class1的公有类型    for (int i = 0; i < 10; ++i)        int_vec.push_back(i);    for (int i = 0; i < 10; ++i)        cout << int_vec[i] << " ";    cout << endl;        Class2::string_1vec string_vec; // 使用Class2的私有类型    for (int i=0; i<10; ++i) {        string tmp = "hello";        string_vec.push_back(tmp);    }    for (int i=0; i<10; ++i)        cout << string_vec[i] << " ";    cout << endl;        };

主函数的简单测试如下：

#include <cstdlib>#include "multi-class.h"using namespace std;int main(int argc, char** argv) {        Class3 class3;    class3.print();    return 0;}

输出结果如下：

class1 constructor!class2 constructor!class3 constructor!obj1 beam is: 00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 hello hello hello hello hello

从结果也能看到“组合”类中构造函数的调用顺序。

方法3：Class3同时继承基类Class1和基类Class2，也即C++中的“多继承”机制。

头文件如下：

#ifndef MULTI_CLASS_H#defineMULTI_CLASS_H#include <vector>#include <string>#include <iostream>using namespace std;class Class3; // 此处同样需要友元声明class Class1 {    friend class Class3;public:    int num_tokens;    typedef vector<int> int_1vec;        Class1() {        cout << "class1 constructor!" << endl;    } private:    int config;};class Class2 {    friend class Class3;public:    int frame;        Class2() {        cout << "class2 constructor!" << endl;    }    private:    int cur_cost;    int next_cost;    typedef vector<string> string_1vec;    };class Class3: public Class1, public Class2 { // 多继承的写法public: // 类设计者定义了自己的构造函数后，编译器就不会再生成默认构造函数了 // 必须保证在自动调用Class1和Class2的构造函数时有特定匹配的构造函数可以用Class3() {    cout << "class3 constructor!" << endl; }  void print(); private:  int i; };#endif /* MULTI_CLASS_H */ 

源文件定义如下：

#include "multi-class.h"void Class3::print() {    cout << "obj1 beam is: " << num_tokens << endl; // 注意这里就是num_tokens！    int_1vec int_vec; // 对Class1公有成员的直接继承，不需要 Class1:: 域作用符    for (int i = 0; i < 10; ++i)        int_vec.push_back(i);    for (int i = 0; i < 5; ++i)        cout << int_vec[i] << " ";    cout << endl;        string_1vec string_vec; // 对Class2私有类型的直接继承    for (int i=0; i<5; ++i) {        string tmp = "hello";        string_vec.push_back(tmp);    }    for (int i=0; i<5; ++i)        cout << string_vec[i] << " ";    cout << endl;        };

主函数的调用和方法1的一致，结果也与方法1一致，略。

关于C++中''友元"的简单介绍，可参见博客：

http://www.cnblogs.com/BeyondAnyTime/archive/2012/06/04/2535305.html