【C++】友元类 ( 友元类简介 | 友元类声明 | 友元类单向性 | 友元类继承性 | 友元类作用 | 友元类和友元函数由来 | Java 反射机制 | C / C++ 编译过程 )

灰太狼 2023-10-16 16:13 2阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、友元类简介
 *   *  1、友元类引入
     *  2、友元类声明
     *  3、友元类单向性
     *  4、友元类继承性
     *  5、友元类作用
 *  二、友元类和友元函数由来
 *   *  1、友元类和友元函数引入
     *  2、Java 反射机制
     *  3、C / C++ 编译过程
 *  三、友元类代码示例

## 一、友元类简介 ##

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### 1、友元类引入 ###

在 C++ 语言中 , " 友元类 " 是 一个类 与 另外一个类 的 特殊类关系累 ,

在 类 A 的 " 友元类 " B 中 , 可以直接访问 A 类 的 私有成员 和 受保护成员 ;

*  B 是 A 的好朋友 , B 可以访问 A 的所有成员 ;

### 2、友元类声明 ###

声明一个 类 B 是 另一个类 A 的 友元类 , 可以 在类 A 中使用 friend 关键字来声明 ;

*  B 是 A 的 友元类 ;
 *  B 类中定义 A 类型成员变量 ;
 *  B 可以访问 A 中的 所有成员 , 包括 私有成员 或 受保护成员 ;
 *  B 可以看做 A 的 数据操作辅助类 ;

**代码示例 :**

class Student
    {
        
    private:
    	// 声明 StudentCaculate 类是 Student 类的友元类
    	// 在 StudentCaculate 类中可以访问 Student 类中的私有成员
    	friend class StudentCaculate;
    }

### 3、友元类单向性 ###

**友元类单向性 :**

友元类关系是单向的 , 声明一个类 B 是 另一个类 A 的 友元类 ,

B 可以访问 A 的 所有成员 ,

但是 A 不是 B 的友元类 , A 不能访问 B 的私有和保护成员 ;

### 4、友元类继承性 ###

友元类 关系不具有继承性 , 即 子类不能直接继承父类的友元类 ;

### 5、友元类作用 ###

**友元类主要作用 :**

*  作为 某个类的 数据操作 辅助类 ;
 *  作为 多个类 之间 传递信息 的 辅助类 ;

## 二、友元类和友元函数由来 ##

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### 1、友元类和友元函数引入 ###

**友元类 和 友元函数 会破坏 C++ 面向对象 的封装性 , 那么为什么还会出现该机制呢 ?**

有些编程场景 , 需要破坏类的封装性 , 需要访问类的私有属性 ;

*  Java 中给出的方案是 反射机制 ;
 *  C++ 中给出的方案是 友元函数 和 友元类 ;

### 2、Java 反射机制 ###

Java 类编译成 class 字节码后 , 可以通过 反射 字节码 的方式 访问 类的私有属性 ;

反射机制 在 特定领域开发 中应用广泛 , 如 SDK , 开发框架 , 逆向 等领域中 ;

反射机制 是 面向切面编程 AOP 的基础 ;

反射机制 成为一种编程标准 ;

### 3、C / C++ 编译过程 ###

**C 代码 和 C++ 代码 , 编译成 so 动态库 或 a 静态库 , 需要如下步骤 :**

*  预编译
 *  编译
 *  汇编
 *  链接

![在这里插入图片描述][82d5e4043640481eb7de9709dde4e523.png]

**最终的 函数库 中 都是汇编指令 , 机器码指令 , 如果要从指令中查找指定的类的私有属性 , 该操作难度很大 ;**

## 三、友元类代码示例 ##

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在 Student 类中 , 定义了友元类 StudentCaculate ,

// 声明 StudentCaculate 类是 Student 类的友元类
    	// 在 StudentCaculate 类中可以访问 Student 类中的私有成员
    	friend class StudentCaculate;

在 StudentCaculate 中 , 定义了 Student 类型成员变量 , 可以访问 Student 对象的所有成员 , 包括 私有成员 和 保护成员 ;

**代码示例 :**

#include "iostream"
    using namespace std;
    
    class Student
    {
        
    public:
    	// 带参构造函数
    	Student(int age = 1, int height = 1)
    	{
        
    		this->age = age;
    		this->height = height;
    		cout << "执行 Student 的构造函数" << endl;
    	}
    
    	~Student()
    	{
        
    		cout << "执行 Student 的析构函数" << endl;
    	}
    
    public:
    	// 打印类数据
    	void print()
    	{
        
    		cout << " age = " << age  << " , height = " << height << endl;
    	}
    
    private:
    	// 声明 StudentCaculate 类是 Student 类的友元类
    	// 在 StudentCaculate 类中可以访问 Student 类中的私有成员
    	friend class StudentCaculate;
    
    	// 声明友元函数 
    	friend void changeAge(Student* s, int age);
    
    private:
    	int age;		// 年龄
    	int height;		// 身高
    };
    
    class StudentCaculate
    {
        
    public:
    	void fun()
    	{
        
    		cout << "age + height = " << student.age + student.height << endl;
    	};
    public:
    	// 此处会自动调用默认的构造函数
    	// 默认值都为 1
    	Student student;
    };
    
    // 在友元函数中 访问 age 私有属性
    void changeAge(Student* s, int age)
    {
        
    	s->age = age;
    }
    
    
    
    int main() {
        
    	
    	// 声明 Student 友元类 StudentCaculate 对象
    	StudentCaculate sc;
    
    	// 调用 sc 对象中的 fun , 其中调用了 Student 的私有成员
    	sc.fun();
    
    
    	// 为 StudentCaculate 设置一个非默认值
    	sc.student = Student(10, 120);
    
    	// 调用 sc 对象中的 fun , 其中调用了 Student 的私有成员
    	sc.fun();
    	
    
        // 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
        system("pause");
    
        return 0;
    }

**执行结果 :**

执行 Student 的构造函数
    age + height = 2
    执行 Student 的构造函数
    执行 Student 的析构函数
    age + height = 130
    请按任意键继续. . .

![在这里插入图片描述][580ea8fc98eb49918cc19bc97891f824.png]

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