C++中友元类使用场合

待我称王封你为后i 2022-08-07 14:57 101阅读 0赞

在C++中我们可以將函数定义成类的友元函数，这样在函数中就可以访问类的私有成员。与函数相同，类也可以作为另一个类的友元类，在友元类中可以访问另外一个类的所有成员。  
声明友元类的方法很简单，只需在类中写下如下语句：

friend class 类名；

接下来我们看一个案例，假如我们需要设计一个模拟电视机和遥控器的程序，代码如下。

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class TV
    {
    private:
        enum{on,off};
        enum{minvol,maxvol=100};
        enum{minchn,maxchn=40};
        bool on_off;
        int volume;
        int channel;
    public:
        TV():on_off(off),volume(20),channel(3){};
        //打印属性
        void print_tv_info()
        {
            cout<<"on_off:"<<on_off<<endl;
            cout<<"volume:"<<volume<<endl;
            cout<<"channel:"<<channel<<endl;
        }
        //此处將TVController类声明为TV类的友元类
        friend class TVController;
    };
    
    class TVController
    {
    public:
        void set_status(TV& t){t.on_off = (t.on_off == t.on ? t.off : t.on);}
        bool volume_up(TV& t);
        bool volume_down(TV& t);
        bool channel_up(TV& t);
        bool channel_down(TV& t);
    };
    //TVController 函数定义
    bool TVController::volume_up(TV& t)
    {
        if(t.volume < t.maxvol)
        {
            t.volume++;
            return true;
        }
        return false;
    }
    bool TVController::volume_down(TV& t)
    {
        if(t.volume > t.minvol)
        {
                t.volume--;
                return true;
        }
        return false;
    }
    bool TVController::channel_up(TV& t)
    {
        if(t.channel < t.maxchn)
        {
            t.channel ++;
            return true;
        }
        return false;
    }
    bool TVController::channel_down(TV& t)
    {
        if(t.channel > t.minchn)
        {
            t.channel --;
            return true;
        }
        return false;
    }
    int main(int argc,char* argv[]) {
        TV mytv;
        TVController ctl;
        ctl.set_status(mytv);
        ctl.volume_down(mytv);
        ctl.channel_up(mytv);
        mytv.print_tv_info();
    
        return 0;
    }

我们定义了一个TV类和TVController分别表示电视机和遥控器。在电视机类有一些常用的属性，如：开关、频道、音量。我们分别用on\_off、volume、channel变量表示;在遥控器类（TVController）中我们声明了以下方法来控制电视类：

//开关电视机
        void set_status(TV& t){t.on_off = (t.on_off == t.on ? t.off : t.on);}
        //增大音量
        bool volume_up(TV& t);
        //减小音量
        bool volume_down(TV& t);
        //加频道
        bool channel_up(TV& t);
        //减频道
        bool channel_down(TV& t);

在这些方法中我们都需要访问TV类的成员变量，有两种方法，第一种是把TV类的成员变量都声明为public，但是这种做法显然不符合面向对象编程理念的。另一种是为每个属性增加set,get方法(例如：set\_channel,get\_channel），TVController类中对TV类的属性访问比较频繁，这样做代码会显得特别冗余，逻辑也不直观。  
这时我们就需要將TVController类声明为TV类的友元类，具体做法是在TV类的声明中添加友元类的声明语句：

friend class TVController;

在main函数中我们定义TV类的对象mytv初始值为｛on\_off:1，volume:20，channel:5｝和TVController 类的对象ctl,通过ctl对象的方法改变mytv对象的属性值。  
执行程序输出：

on_off:0
    volume:19
    channel:4