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。

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。

friend关键字有很多好的用途。以下是我能立即看到的两种用法:

朋友的定义

友元定义允许在类作用域中定义函数，但该函数不会被定义为成员函数，而是被定义为外围命名空间的自由函数，并且除了依赖参数的查找之外通常不可见。这使得它对于操作符重载特别有用:

namespace utils {
    class f {
    private:
        typedef int int_type;
        int_type value;

    public:
        // let's assume it doesn't only need .value, but some
        // internal stuff.
        friend f operator+(f const& a, f const& b) {
            // name resolution finds names in class-scope. 
            // int_type is visible here.
            return f(a.value + b.value);
        }

        int getValue() const { return value; }
    };
}

int main() {
    utils::f a, b;
    std::cout << (a + b).getValue(); // valid
}

私有CRTP基类

有时候，你会发现策略需要访问派生类:

// possible policy used for flexible-class.
template<typename Derived>
struct Policy {
    void doSomething() {
        // casting this to Derived* requires us to see that we are a 
        // base-class of Derived.
        some_type const& t = static_cast<Derived*>(this)->getSomething();
    }
};

// note, derived privately
template<template<typename> class SomePolicy>
struct FlexibleClass : private SomePolicy<FlexibleClass> {
    // we derive privately, so the base-class wouldn't notice that, 
    // (even though it's the base itself!), so we need a friend declaration
    // to make the base a friend of us.
    friend class SomePolicy<FlexibleClass>;

    void doStuff() {
         // calls doSomething of the policy
         this->doSomething();
    }

    // will return useful information
    some_type getSomething();
};

在这个回答中，你会发现一个不做作的例子。在这个答案中使用了另一个代码。CRTP基类强制转换其this指针，以便能够使用数据成员指针访问派生类的数据字段。

好友对于回调也很有用。可以将回调函数作为静态方法来实现

class MyFoo
{
private:
    static void callback(void * data, void * clientData);
    void localCallback();
    ...
};

回调在内部调用localCallback, clientData中有你的实例。在我看来，

还是……

class MyFoo
{
    friend void callback(void * data, void * callData);
    void localCallback();
}

这允许友元在cpp中被定义为c风格的函数，而不会使类变得混乱。

类似地，我经常看到的一种模式是将一个类的所有真正的私有成员放到另一个类中，该类在头文件中声明，在cpp中定义，并加为好友。这允许编码器向头文件的用户隐藏类的很多复杂性和内部工作。

在头文件中:

class MyFooPrivate;
class MyFoo
{
    friend class MyFooPrivate;
public:
    MyFoo();
    // Public stuff
private:
    MyFooPrivate _private;
    // Other private members as needed
};

在cpp中，

class MyFooPrivate
{
public:
   MyFoo *owner;
   // Your complexity here
};

MyFoo::MyFoo()
{
    this->_private->owner = this;
}

这样就更容易隐藏下游不需要看到的东西。

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。