C++友元类【未完待续】


转载自：C++之“友元类”学习笔记

=======================什么是友元类=======================

当一个类B成为了另外一个类A的“朋友”时，那么类A的私有和保护的数据成员就可以被类B访问。我们就把类B叫做类A的友元。

=======================友元类能做什么=======================

友元类可以通过自己的方法来访问把它当做朋友的那个类的所有成员。但是我们应该注意的是，我们把类B设置成了类A的友元类，但是这并不会是类A成为类B的友元。说白了就是：甲愿意把甲的秘密告诉乙，但是乙不见得愿意把乙自己的秘密告诉甲。

=======================友元类的声明方法和其用法=======================

声明友元类的方法其实很简单，只要我们在类A的成员列表中写下如下语句：

　　这样一来，类B就被声明成了类A的友元。注意，类B虽然是类A的友元，但是两者之间不存在继承关系。这也就是说，友元类和原来那个类之间并没有什么继承关系，也不存在包含或者是被包含的关系，友元类和我上一篇博文《谈谈：C++类的“包含”机制》中的包含是完全不一样的！

=======================友元类的一个具体例子=======================

在这里，我们引用一个我从网上收集到的例子来说明友元类的作用：假设我们要设计一个模拟电视机和遥控器的程序。大家都之道，遥控机类和电视机类是不相包含的，而且，遥控器可以操作电视机，但是电视机无法操作遥控器，这就比较符合友元的特性了。即我们把遥控器类说明成电视机类的友元。下面是这个例子的具体代码：

#include <iostream>

using namespace std;

class TV 

{

    public:

      friend class Tele;

      TV():on_off(off),volume(20),channel(3),mode(tv){}

    private:    

      enum{on,off};

      enum{tv,av};

      enum{minve,maxve=100};

      enum{mincl,maxcl=60};

      bool on_off;

      int  volume;

      int channel;

      int mode;

};

class Tele

{

    public:

       void OnOFF(TV&t){t.on_off=(t.on_off==t.on)?t.off:t.on;}

       void SetMode(TV&t){t.mode=(t.mode==t.tv)?t.av:t.tv;}

       bool VolumeUp(TV&t);

       bool VolumeDown(TV&t);

       bool ChannelUp(TV&t);

       bool ChannelDown(TV&t);

       void show(TV&t)const;    

};

bool Tele::VolumeUp(TV&t)

{

    if (t.volume<t.maxve)

    {

        t.volume++;

        return true;

    } 

    else

    {

        return false;

    }

}

bool Tele::VolumeDown(TV&t)

{

    if (t.volume>t.minve)

    {

        t.volume--;

        return true;

    } 

    else

    {

        return false;

    }

}

bool Tele::ChannelUp(TV&t)

{

    if (t.channel<t.maxcl)

    {

        t.channel++;

        return true;

    } 

    else

    {

        return false;

    }

}

bool Tele::ChannelDown(TV&t)

{

    if (t.channel>t.mincl)

    {

        t.channel--;

        return true;

    } 

    else

    {

        return false;

    }

}

void Tele::show(TV&t)const

{

    if (t.on_off==t.on)

    {

        cout<<"电视现在"<<(t.on_off==t.on?"开启":"关闭")<<endl;

        cout<<"音量大小为："<<t.volume<<endl;

        cout<<"信号接收模式为："<<(t.mode==t.av?"***":"TV")<<endl;

        cout<<"频道为："<<t.channel<<endl;

    } 

    else

    {

        cout<<"电视现在"<<(t.on_off==t.on?"开启":"关闭")<<endl;

    }

}

int main()

{

    Tele t1;

    TV t2;

    t1.show(t2);

    t1.OnOFF(t2);

    t1.show(t2);

    cout<<"调大声音"<<endl;

    t1.VolumeUp(t2);

    cout<<"频道+1"<<endl;

    t1.ChannelUp(t2);

    cout<<"转换模式"<<endl;

    t1.SetMode(t2);

    t1.show(t2);

    return 0;

}

我们在程序的第6行定义了一个TV电视机类的友元类Tele。那么程序中就可以来调用TV类中的私有成员。下面，是该程序的输出：



好了，这就是友元类了。关于友元类，我反正是这样认为的，因为友元类有可能会破坏数据的安全性，我们还是少用为好啊！在这里我只是记录一下它的用法罢了，呵呵

=========================================续1===========================================

转载自C++类模板友元声明的几种情况

根据《C++ Primer》第三版16.4节的叙述，C++类模板友元分为以下几种情况

1.非模板友元类或友元函数。 书上给了一个例子：

class Foo{
     void bar();
 };

template <class T>
class QueueItem{
     friend class foobar;
     friend void foo();
     friend void Foo::bar();
     //....
 };

很简单，跟非模板类没什么区别，有一点需要注意，如果要把函数和类生命为友元，前面不需要声明或定义。但是如果要把类成员函数声明为友元，则前面必须有类的定义（注意不是声明，是定义），因为一个类成员只能由该类的定义引入 。

2.绑定的友元类模板或函数模板。 例子如下：

template <class Type>
class foobar{ ...};

template <class Type>
void foo(QueueItem<Type>);

template <class Type>
class Queue{
     void bar();
     //...
};

template <class Type>
class QueueItem {
     friend class foobar<Type> ;
     friend void foo<Type> (QueueItem<Type>);
     friend void Queue<Type> ::bar();
     //...
};

需要注意两点：

a.与非模板函数或类不同，模板函数或类声明为友元之前必须在前面声明过 ，否则无法通过编译。

b.注意红字部分，那几个Type不能少。比如对于函数foo，如果少了<Type>的话编译器会将其作为非模板函数对待，也就是说，对于QueueItem<int>，编译器会查找void foo(QueueItem<int>)，而对template<class T>void foo(QueueItem<T>)视而不见，如果没找到非模板函数则会报错。

3.非绑定友元类模板或函数模板。 举例如下：

template <class Type>
class QueueItem {
     template<class T>
     friend class foobar;

     template<class T>
     friend void foo(QueueItem<T>);

     template<class T>
     friend void Queue<T>::bar();
     
     //...
};