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?
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
我发现了一个使用好友访问的方便地方:私有函数的Unittest。
其他回答
在工作中,我们广泛地请朋友来测试代码。这意味着我们可以为主应用程序代码提供适当的封装和信息隐藏。但我们也可以有单独的测试代码,使用朋友来检查内部状态和数据进行测试。
可以说,我不会将friend关键字作为设计的重要组成部分。
我使用friend的一个特定实例是在创建Singleton类时。friend关键字允许我创建一个访问器函数,这比总是在类上使用“GetInstance()”方法更简洁。
/////////////////////////
// Header file
class MySingleton
{
private:
// Private c-tor for Singleton pattern
MySingleton() {}
friend MySingleton& GetMySingleton();
}
// Accessor function - less verbose than having a "GetInstance()"
// static function on the class
MySingleton& GetMySingleton();
/////////////////////////
// Implementation file
MySingleton& GetMySingleton()
{
static MySingleton theInstance;
return theInstance;
}
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。
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。
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。