《C++初阶之类和对象》【友元 + 内部类 + 匿名对象】
什么是友元？
友元（Friend）：是一种允许非成员函数或其他类访问某个类的私有（private）和保护（protected）成员的机制。
- 通过友元，类可以有选择地向特定的外部实体开放其封装的细节，增强灵活性的同时保持封装性的控制。
友元有哪三种形式？
友元的三种的形式分别是：
- 友元函数
- 友元类
- 友元成员函数
友元函数（Friend Function）：允许外部函数访问类的私有 / 保护成员。语法：在类中使用friend关键字声明函数。示例：
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class Rectangle { private: int width, height; public: friend int getArea(const Rectangle& rect); // 友元函数声明 }; int getArea(const Rectangle& rect) { return rect.width * rect.height; // 可访问私有成员 }友元类（Friend Class）：允许整个类访问另一个类的私有 / 保护成员。语法：在类中使用friend class声明友元类。示例：
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class A { private: int data; friend class B; // 类B是类A的友元 }; class B { public: void accessA(A& a) { a.data = 42; // 类B可访问类A的私有成员 } };友元成员函数（Friend Member Function）：允许某个类的特定成员函数访问另一个类的私有 / 保护成员。语法：在类中声明另一个类的特定成员函数为友元。示例：
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class A; // 前向声明 class B { public: void func(A& a); // 成员函数声明 }; class A { private: int data; friend void B::func(A& a); // 声明B的成员函数为友元 }; void B::func(A& a) { a.data = 42; // 可访问类A的私有成员 }怎么使用友元函数？
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#include<iostream> using namespace std; // 前置声明 // 因为func函数中需要用到B类，而B类的定义在后面 // 所以需要提前告诉编译器B是一个类 class B; /*------------------------------类A的定义------------------------------*/ class A { /*----------------------友元函数声明----------------------*/ // 友元函数声明：func可以访问A的私有成员 friend void func(const A& aa, const B& bb); // 注意：虽然func函数参数中用到了B类，但这里只需要B的前置声明 private: int _b1 = 3; int _b2 = 4; }; /*------------------------------类B的定义------------------------------*/ class B { // 注意：func不是B的友元，所以不能访问B的私有成员 // 为了让func能访问_b1，我们需要将其设为public public: int _b1 = 5; private: int _b2 = 6; }; /*----------------------友元函数的定义----------------------*/ /** * @brief 友元函数定义 * @param aa A类对象的常量引用 * @param bb B类对象的常量引用 * * 此函数可以访问A的私有成员，但不能访问B的私有成员 */ void func(const A& aa, const B& bb) { cout << aa._b1 << endl; // 可以访问A的私有成员_b1（输出3） cout << aa._b2 << endl; // 也可以访问_b2 cout << bb._b1 << endl; // 只能访问B的公有成员_b1（输出5） //cout << bb._b2 << endl; // 错误！不能访问B的私有成员_b2 } int main() { A aa; // 创建A类对象 B bb; // 创建B类对象 func(aa, bb); // 调用友元函数 return 0; } /* * 关键点总结： * 1. 友元函数声明： * - 在A类内部用friend声明func为友元函数 * - func可以访问A的所有成员（包括私有成员） * * 2. 前置声明： * - 因为func的参数中用到了B类，而B类的定义在后面 * - 所以需要在文件开头使用class B;进行前置声明 * * 3. 访问权限： * - func可以访问A的私有成员_b1和_b2 * - func不能访问B的私有成员（除非B也声明func为友元） * * 4. 注意事项： * - 友元函数不是类的成员函数，只是被特别授权访问私有成员 */在这里插入图片描述
怎么使用友元类？
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#include<iostream> using namespace std; /*------------------------------类B的定义------------------------------*/ //该类将B类声明为友元，允许B访问其私有成员 class A { // 友元类声明：B是A的友元类 // 这意味着B的所有成员函数都可以访问A的私有成员 friend class B; private: int _a1 = 1; int _a2 = 2; }; /*------------------------------类B的定义------------------------------*/ //A的友元类，可以访问A的私有成员 class B { public: /*----------------------友元函数的定义----------------------*/ /** * @brief 访问A的私有成员_a1和B的私有成员_b1 * @param aa A类对象的常量引用 */ void func1(const A& aa) { cout << aa._a1 << endl; cout << _b1 << endl; } /*----------------------友元函数的定义----------------------*/ /** * @brief 访问A的私有成员_a2和B的私有成员_b2 * @param aa A类对象的常量引用 */ void func2(const A& aa) { cout << aa._a2 << endl; cout << _b2 << endl; } private: int _b1 = 3; int _b2 = 4; }; int main() { A aa; // 创建A类对象 B bb; // 创建B类对象 // 调用B的成员函数，演示友元访问 bb.func1(aa); // 输出：1 和 3 bb.func2(aa); // 输出：2 和 4 return 0; } /* * 关键点总结： * 1. 友元类声明： * - 在A类内部使用 friend class B; 声明 * - 这使得B类的所有成员函数都可以访问A的私有成员 * * 2. 访问权限： * - B类可以访问A的私有成员_a1和_a2 * - 但A类不能访问B的私有成员（友元关系是单向的） */在这里插入图片描述
关于友元我们有哪些需要注意的事情？
1. 访问权限相关
突破封装：友元函数或友元类能访问对应类的private和protected成员，打破了类的常规封装机制，让特定外部代码可操作类的内部数据，增强了灵活性，但也一定程度破坏了封装性，使用时需谨慎。访问权限不受限：在类中声明友元时，不管放在public、private还是protected部分，效果都一样，都能获得相应的访问权限。