我一直在阅读c++常见问题,对朋友声明很好奇。我个人从未使用过它,但我对探索这门语言很感兴趣。

使用friend的一个好例子是什么?


读了一些常见问题,我喜欢<< >>操作符重载和添加作为这些类的朋友的想法。然而,我不确定这如何不会破坏封装。什么时候这些异常可以保持在OOP的严格范围内?


当前回答

这可能不是一个实际的用例情况,但可能有助于说明类间朋友关系的使用。

会所

class ClubHouse {
public:
    friend class VIPMember; // VIP Members Have Full Access To Class
private:
    unsigned nonMembers_;
    unsigned paidMembers_;
    unsigned vipMembers;

    std::vector<Member> members_;
public:
    ClubHouse() : nonMembers_(0), paidMembers_(0), vipMembers(0) {}

    addMember( const Member& member ) { // ...code }   
    void updateMembership( unsigned memberID, Member::MembershipType type ) { // ...code }
    Amenity getAmenity( unsigned memberID ) { // ...code }

protected:
    void joinVIPEvent( unsigned memberID ) { // ...code }

}; // ClubHouse

会员班的

class Member {
public:
    enum MemberShipType {
        NON_MEMBER_PAID_EVENT,   // Single Event Paid (At Door)
        PAID_MEMBERSHIP,         // Monthly - Yearly Subscription
        VIP_MEMBERSHIP,          // Highest Possible Membership
    }; // MemberShipType

protected:
    MemberShipType type_;
    unsigned id_;
    Amenity amenity_;
public:
    Member( unsigned id, MemberShipType type ) : id_(id), type_(type) {}
    virtual ~Member(){}
    unsigned getId() const { return id_; }
    MemberShipType getType() const { return type_; }
    virtual void getAmenityFromClubHouse() = 0       
};

class NonMember : public Member {
public:
   explicit NonMember( unsigned id ) : Member( id, MemberShipType::NON_MEMBER_PAID_EVENT ) {}   

   void getAmenityFromClubHouse() override {
       Amenity = ClubHouse::getAmenity( this->id_ );
    }
};

class PaidMember : public Member {
public:
    explicit PaidMember( unsigned id ) : Member( id, MemberShipType::PAID_MEMBERSHIP ) {}

    void getAmenityFromClubHouse() override {
       Amenity = ClubHouse::getAmenity( this->id_ );
    }
};

class VIPMember : public Member {
public:
    friend class ClubHouse;
public:
    explicit VIPMember( unsigned id ) : Member( id, MemberShipType::VIP_MEMBERSHIP ) {}

    void getAmenityFromClubHouse() override {
       Amenity = ClubHouse::getAmenity( this->id_ );
    }

    void attendVIPEvent() {
        ClubHouse::joinVIPEvent( this->id );
    }
};

设施

class Amenity{};

如果你看看这些类之间的关系;会所拥有各种不同类型的会员资格和会员资格。成员都派生自超类或基类,因为它们都共享公共的ID和枚举类型,外部类可以通过基类中的访问函数访问它们的ID和类型。

然而,通过这种成员及其派生类的层次结构以及它们与ClubHouse类的关系,派生类中唯一具有“特殊特权”的是VIPMember类。基类和其他2个派生类不能访问ClubHouse的joinVIPEvent()方法,但VIP Member类拥有该特权,就好像它拥有对该事件的完全访问一样。

所以对于vip会员和ClubHouse,这是一个双向通道,而其他会员职业是有限的。

其他回答

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。

在为类实现树算法时,教授给我们的框架代码将树类作为节点类的朋友。

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。

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。

可能我从上面的答案中漏掉了一些东西,但是封装中另一个重要的概念是隐藏实现。减少对私有数据成员(类的实现细节)的访问,可以更容易地修改代码。如果朋友直接访问私有数据,对实现数据字段(私有数据)的任何更改都会破坏访问该数据的代码。使用访问方法可以很大程度上消除这种情况。我认为相当重要。

对于操作符<<和操作符>>,没有很好的理由让这些操作符成为朋友。它们确实不应该是成员函数,但它们也不需要是朋友函数。

最好的方法是创建公共打印(ostream&)和读取(istream&)函数。然后,根据这些函数写出操作符<<和操作符>>。这提供了额外的好处,允许您将这些函数设置为虚拟函数,从而提供虚拟序列化。