1.什么是友元
在一个类A中,将类B声明为友元类,则类B可以访问类A的私有成员和保护成员。另外,也可以将函数声明为友元函数。

2.什么时候用到友元
若不同的类之间某些共享数据成员,可以使用友元,简化类的设计。

3.友元类
友元类的声明:friend class 类名
示例如下:
对于电视和遥控器来说,都共享频道数据成员和开关操作,这时可以将遥控器声明为电视的友元类,则遥控器可以直接访问电视的数据成员,且一个遥控器可以控制多台电视,这则例子很好的体现了友元的特点。

tv.h

#ifndef TV_H_
#define TV_H_
class Tv
{
public :
friend class Remote;
enum State{off,on}; Tv(int s=off,int mc=):state(s),maxchannel(mc),channel(){} void onoff(){state=(state==on)?off:on;}
void chanup();
void chandown();
void settings() const;
private:
int state;
int maxchannel;
int channel;
};
class Remote{
public:
Remote(){};
void onoff(Tv &t){t.onoff();};
void chanup(Tv &t){t.chanup();};
void chandown(Tv &t){t.chandown();};
void set_chan(Tv &t,int c){t.channel=c;};
};

tv.cpp

#include<iostream>
#include "tv.h"
void Tv::chanup()
{
if(channel<maxchannel){
channel++;
}
else{
channel = ;
}
}
void Tv::chandown()
{
if(channel>){
channel--;
}
else{
channel = maxchannel;
}
}
void Tv::settings() const
{
using std::cout;
using std::endl;
cout<<"Tv is "<<(state==on?"on":"off")<<endl;
if(state==on)
{
cout<<"channel:"<<channel<<endl;
}
}

use_tv.cpp 可使用同一个遥控器控制多台不同的电视

#include<iostream>
#include "tv.h"
int main()
{
using std::cout;
using std::endl;
Tv s42;
cout<<"Initing Tv s42......"<<endl;
s42.settings();
s42.onoff();
s42.chanup();
cout<<"adjusted Tv s42....."<<endl;
s42.settings(); Remote control;
control.set_chan(s42,);
control.volup(s42);
cout<<"settings after using remote......"<<endl;
s42.settings();
getchar();
return ;
}

示例可以看出,若不使用友元,则必须将Tv类的私有部分设置为共有的,或者创建一个大型类来包含电视和遥控器。这种解决方法也无法反应,一个遥控器可以用于多台电视。

4.友元函数
从上例可以看出,Remote类只有set_chan方法使用到了Tv类的私有成员,因此我们可以让Remote::set_chan()成为Tv类的友元函数,而不必让整个类成为友元。

tvfm.h

#ifndef TV_H_
#define TV_H_
class Tv;
class Remote{
public :
enum State{off,on};
private:
int mode;
public:
Remote(){};
void onoff(Tv &t);
void chanup(Tv &t);
void chandown(Tv &t);
void set_chan(Tv &t,int c);
};
class Tv
{
public :
friend void Remote::set_chan(Tv &t,int c);
enum State{off,on}; Tv(int s=off,int mc=):state(s),maxchannel(mc),channel(){} void onoff(){state=(state==on)?off:on;}
void chanup();
void chandown();
void settings() const;
private:
int state;
int maxchannel;
int channel;
}; inline void Remote::onoff(Tv &t){t.onoff();}
inline void Remote::chanup(Tv &t){t.chanup();}
inline void Remote::chandown(Tv &t){t.chandown();}
inline void Remote::set_chan(Tv &t,int c){t.channel=c;}
#endif

5.共同的友元
多个类需要访问同一个函数,则可以在这些类中将这个函数声明为友元函数。例如:有一个计数器函数counter,两个类A和B同时调用这个函数,则可以在类A和B中将函数counter声明为友元函数。

void counter()
{
//....
}
class A
{
friend int counter();
}
class B
{
friend int counter();
}

6.使用友元类时注意:
1) 友元关系不能被继承。
2)友元关系是单向的,不具有交换性。若类B是类A的友元,类A不一定是类B的友元。
3) 友元关系不具有传递性。若类B是类A的友元,类C是B的友元,类C不一定是类A的友元

参考资料:《C++ Primer.Plus》 pp.602-610

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