您可以坚持最严格和最纯粹的OOP原则，并确保任何类的数据成员都没有访问器，这样所有对象都必须是唯一可以知道它们的数据的对象，并且对它们进行操作的唯一方法是通过间接消息(即方法)。

但即使是c#也有一个内部可见性关键字，Java也有默认的包级可访问性。c++实际上更接近于OOP的理想，它通过精确地指定哪些其他类或只有其他类可以看到一个类，从而最大限度地减少了类的可见性。

我不太使用c++，但如果c#有朋友，我会用它来代替我经常使用的汇编全局内部修饰符。它并没有真正打破封装，因为。net中的部署单元是一个程序集。

但是还有InternalsVisibleToAttribute(otherAssembly)，它的作用类似于跨组装的友元机制。微软将此用于可视化设计器程序集。

看来我迟到了14年。但情况是这样的。

TLDR TLDR

有了友类，您就可以将封装扩展到组成数据结构的类组。

TLDR

Your data structure in general consists of multiple classes. Similarly to a traditional class (supported by your programming language), your data structure is a generalized class which also has data and invariants on that data which spans across objects of multiple classes. Encapsulation protects those invariants against accidental modification of the data from the outside, so that the data-structure's operations ("member functions") work correctly. Friend classes extend encapsulation from classes to your generalized class.

太长

类是一种数据类型，它带有指定数据类型值子集(称为有效状态)的不变量。对象是类的有效状态。类的成员函数将给定对象从有效状态移动到另一个有效状态。

对象数据不能从类成员函数外部修改，这一点很重要，因为这可能会破坏类不变量(即将对象移动到无效状态)。封装禁止从类外部访问对象数据。这是编程语言的一个重要安全特性，因为它使无意中破坏类不变量变得很困难。

类通常是实现数据结构的自然选择，因为数据结构的属性(例如性能)依赖于其数据上的不变量(例如红黑树不变量)。然而，有时单个类不足以描述一个数据结构。

数据结构是将数据从有效状态移动到另一有效状态的数据、不变量和函数的任何集合。这是一个类的泛化。细微的区别在于，数据可能分散在不同的数据类型上，而不是集中在单一的数据类型上。

数据结构示例

A prototypical example of a data structure is a graph which is stored using separate objects for vertices (class Vertex), edges (class Edge), and the graph (class Graph). These classes do not make sense independently. The Graph class creates Vertexs and Edges by its member functions (e.g. graph.addVertex() and graph.addEdge(aVertex, bVertex)) and returns pointers (or similar) to them. Vertexs and Edges are similarly destroyed by their owning Graph (e.g. graph.removeVertex(vertex) and graph.removeEdge(edge)). The collection of Vertex objects, Edge objects and the Graph object together encode a mathematical graph. In this example the intention is that Vertex/Edge objects are not shared between Graph objects (other design choices are also possible).

一个Graph对象可以存储所有顶点和边的列表，而每个顶点可以存储一个指向其所属Graph的指针。因此，Graph对象表示整个数学图，只要需要数学图，就可以传递它。

不变的例子

图数据结构的一个不变量是顶点被列在它的所有者图的列表中。这个不变量跨越了Vertex对象和Graph对象。多个类型的多个对象可以参与给定的不变量。

封装的例子

与类类似，数据结构得益于封装，它可以防止数据被意外修改。这是因为数据结构需要保留不变量，以便能够以承诺的方式运行，就像类一样。

In the graph data structure example, you would state that Vertex is a friend of Graph, and also make the constructors and data-members of Vertex private so that a Vertex can only be created and modified by Graph. In particular, Vertex would have a private constructor which accepts a pointer to its owning graph. This constructor is called in graph.addVertex(), which is possible because Vertex is a friend of Graph. (But note that Graph is not a friend of Vertex: there is no need for Vertex to be able to access Graph's vertex-list, say.)

术语

数据结构的定义本身就像一个类。我建议我们开始使用术语“广义类”来描述将数据从有效状态移动到另一有效状态的任何数据集、不变量和函数。c++类是广义类的一种特殊类型。不言而喻，友类是将封装从c++类扩展到广义类的精确机制。

(事实上，我希望用“广义类”的概念取代“类”，并使用“本机类”来表示编程语言支持的类的特殊情况。然后，在教授类时，您将学习本机类和这些广义类。但这可能会令人困惑。)

您使用私有/受保护/公共权限控制成员和函数的访问权限? 所以假设这3个层面中的每一个都很清楚，那么很明显我们遗漏了一些东西……

例如，将成员/函数声明为protected是非常通用的。你的意思是，这个功能对每个人来说都是遥不可及的(当然，继承的孩子除外)。但是异常呢?每个安全系统都让你有某种类型的“白名单”，对吗?

所以，“朋友”让你拥有坚如磐石的对象隔离的灵活性，但也允许为你认为合理的事情创造一个“漏洞”。

我想人们之所以说不需要它，是因为总有一种设计可以不需要它。我认为这类似于讨论全局变量:你永远不应该使用它们，总有办法不用它们……但在现实中，你会看到在某些情况下，这是(几乎)最优雅的方式……我认为朋友之间也是如此。

它实际上没有任何好处，除了让你在不使用设置函数的情况下访问成员变量

但这并不是正确的看法。 其理念是控制WHO可以访问什么，是否有设置功能与此关系不大。

在做TDD的时候，我经常使用c++中的'friend'关键字。

朋友能知道我的一切吗?

更新:我从Bjarne Stroustrup网站上找到了这个关于“朋友”关键字的有价值的答案。

“好友”是一种授予访问权限的显式机制，就像会员资格一样。

友函数和类提供对类的私有和受保护成员的直接访问，以避免在一般情况下破坏封装。大多数使用是与ostream:我们希望能够键入:

Point p;
cout << p;

但是，这可能需要访问Point的私有数据，因此我们定义了重载操作符

friend ostream& operator<<(ostream& output, const Point& p);

然而，这里有明显的封装含义。首先，现在友类或函数可以完全访问类的所有成员，甚至不属于它的需要。其次，类和友元的实现现在交织在一起，以至于类中的内部更改可以破坏友元。

如果您将好友视为类的扩展，那么从逻辑上讲，这就不是问题。但是，在这种情况下，为什么有必要首先把朋友挖出来呢?

在不破坏封装的情况下，要实现“friends”所宣称的相同目标，可以这样做:

class A
{
public:
    void need_your_data(B & myBuddy)
    {
        myBuddy.take_this_name(name_);
    }
private:
    string name_;
};

class B
{
public:
    void print_buddy_name(A & myBuddy)
    {
        myBuddy.need_your_data(*this);
    }
    void take_this_name(const string & name)
    {
        cout << name;
    }
}; 

封装并没有被破坏，类B不能访问A中的内部实现，但结果与我们将B声明为A的朋友是一样的。 编译器将优化掉函数调用，因此这将导致与直接访问相同的指令。

我认为使用“朋友”是一个简单的捷径，有争议的好处，但一定的成本。

编辑:阅读faq有点长，我喜欢<< >>操作符重载和添加作为这些类的朋友的想法，但我不确定这如何不打破封装

它将如何破坏封装?

当允许对数据成员进行不受限制的访问时，就打破了封装。考虑以下类:

class c1 {
public:
  int x;
};

class c2 {
public:
  int foo();
private:
  int x;
};

class c3 {
  friend int foo();
private:
  int x;
};

C1显然没有封装。任何人都可以读取和修改其中的x。我们没有办法实施任何形式的访问控制。

C2明显被封装了。没有对x的公共访问。你所能做的就是调用foo函数，它对类执行一些有意义的操作。

c3吗?它的封装程度低吗?它是否允许无限制地访问x?它是否允许未知函数访问?

不。它只允许一个函数访问类的私有成员。就像c2一样。就像c2一样，有访问权的函数不是“某个随机的未知函数”，而是“类定义中列出的函数”。就像c2一样，通过查看类定义，我们可以看到拥有访问权限的完整列表。

那么，这到底是如何减少封装的呢?同样数量的代码可以访问类的私有成员。类定义中列出了所有具有访问权限的人。

Friend不会破坏封装。这让一些Java程序员感到不舒服，因为当他们说“面向对象”时，他们实际上指的是“Java”。当他们说“封装”时，他们并不是说“必须保护私有成员不受任意访问”，而是说“在Java类中，唯一能够访问私有成员的函数是类成员”，尽管出于几个原因，这完全是无稽之谈。

首先，如上所述，它限制太大。没有理由不允许朋友方法做同样的事情。

第二，限制不够。考虑第四个类:

class c4 {
public:
  int getx();
  void setx(int x);
private:
  int x;
};

根据上述Java思想，这是完美封装的。 但是，它允许任何人读取和修改x，这有什么意义呢?(提示:事实并非如此)

底线: 封装是关于能够控制哪些函数可以访问私有成员。这与这些函数的定义具体位于何处无关。