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

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。

其他回答

c++的创建者说这并没有破坏任何封装原则,我将引用他的话:

“朋友”是否违反封装? 不。但事实并非如此。“好友”是一种授予访问权限的显式机制,就像会员资格一样。你不能(在符合标准的程序中)在不修改类源的情况下授予自己对类的访问权。

很明显…

我只使用friend关键字来单元测试受保护的函数。有些人会说不应该测试受保护的功能。然而,在添加新功能时,我发现这个工具非常有用。

然而,我没有直接在类声明中使用关键字in,而是使用一个漂亮的模板-hack来实现这一点:

template<typename T>
class FriendIdentity {
public:
  typedef T me;
};

/**
 * A class to get access to protected stuff in unittests. Don't use
 * directly, use friendMe() instead.
 */
template<class ToFriend, typename ParentClass>
class Friender: public ParentClass
{
public:
  Friender() {}
  virtual ~Friender() {}
private:
// MSVC != GCC
#ifdef _MSC_VER
  friend ToFriend;
#else
  friend class FriendIdentity<ToFriend>::me;
#endif
};

/**
 * Gives access to protected variables/functions in unittests.
 * Usage: <code>friendMe(this, someprotectedobject).someProtectedMethod();</code>
 */
template<typename Tester, typename ParentClass>
Friender<Tester, ParentClass> & 
friendMe(Tester * me, ParentClass & instance)
{
    return (Friender<Tester, ParentClass> &)(instance);
}

这使我能够做到以下几点:

friendMe(this, someClassInstance).someProtectedFunction();

至少适用于GCC和MSVC。

树的例子是一个很好的例子: 在一些不同的类中实现一个对象 具有继承关系。

也许您还需要它具有一个构造函数protected和force 人们用你的“朋友”工厂。

... 好吧,坦白地说,没有它你也能生活。

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。

另一种用法:friend(+虚拟继承)可以用来避免从一个类派生(又名:“make a class underivable”)=> 1,2

从2:

 class Fred;

 class FredBase {
 private:
   friend class Fred;
   FredBase() { }
 };

 class Fred : private virtual FredBase {
 public:
   ...
 };