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。

安德鲁例子的另一个常见版本，可怕的密码对联

parent.addChild(child);
child.setParent(parent);

与其担心这两行是否总是一起执行，并且顺序一致，你可以将方法设为私有，并有一个friend函数来强制一致性:

class Parent;

class Object {
private:
    void setParent(Parent&);

    friend void addChild(Parent& parent, Object& child);
};

class Parent : public Object {
private:
     void addChild(Object& child);

     friend void addChild(Parent& parent, Object& child);
};

void addChild(Parent& parent, Object& child) {
    if( &parent == &child ){ 
        wetPants(); 
    }
    parent.addChild(child);
    child.setParent(parent);
}

换句话说，您可以保持公共接口更小，并强制在友元函数中跨越类和对象的不变量。

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。

简短的回答是:在friend确实可以改善封装时使用它。提高可读性和可用性(操作符<<和>>是典型的例子)也是一个很好的理由。

至于改进封装的例子，专门设计用于处理其他类的内部结构的类(想到了测试类)是很好的候选。

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。

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。