c++中的友元类(friend class)怎么用_c++友元类机制与访问权限解析-C++-PHP中文网

c++中的友元类(friend class)怎么用_c++友元类机制与访问权限解析

尼克

发布： 2025-10-23 20:15:02

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友元类是指通过friend关键字声明的类，可访问目标类的私有和保护成员。例如Container类声明Iterator为友元后，Iterator能直接访问其私有数据data和size。友元关系具有单向性、不可继承性和不可传递性，且声明位置不影响其作用。主要用于迭代器与容器、工厂模式及紧密耦合的辅助类间交互。但过度使用会破坏封装性，应优先考虑友元函数以降低耦合，确保代码安全与可维护性。

c++中的友元类(friend class)怎么用_c++友元类机制与访问权限解析

在C++中，友元类（friend class）是一种特殊的机制，允许一个类访问另一个类的私有（private）和保护（protected）成员。这种设计打破了封装的限制，但使用得当可以提升类之间的协作效率，特别是在需要紧密配合的类之间。

什么是友元类？

友元类是指在一个类中通过 friend 关键字声明的另一个类。被声明为友元的类可以访问当前类的所有成员，包括 private 和 protected 成员。

例如，假设我们有两个类：Container 和 Iterator。Iterator 需要访问 Container 的内部数据结构才能正确遍历元素。这时就可以将 Iterator 声明为 Container 的友元类。

如何定义友元类？

在类定义中使用 friend class 类名; 语法即可声明友元类。

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class Container {
private:
    int data[100];
    int size;
<p>public:
// 声明 Iterator 为友元类
friend class Iterator;</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>Container() : size(0) {}
void add(int value) {
    if (size < 100) {
        data[size++] = value;
    }
}

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};

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class Iterator {
    Container* container;
    int index;
<p>public:
Iterator(Container* c) : container(c), index(0) {}</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>bool hasNext() {
    return index < container->size;  // 直接访问 private 成员 size
}

int next() {
    return container->data[index++]; // 直接访问 private 数组 data
}

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};

在这个例子中，Iterator 类虽然不是 Container 的成员，但由于被声明为友元，它可以自由访问 Container 的私有成员 data 和 size。

友元类的访问权限特性

友元关系是单向的：如果 A 是 B 的友元类，B 不一定是 A 的友元。上面的例子中，Iterator 可以访问 Container，但 Container 不能访问 Iterator 的私有成员。
友元关系不能继承：基类的友元类不会自动成为派生类的友元。
友元关系不具备传递性：A 是 B 的友元，B 是 C 的友元，并不意味着 A 是 C 的友元。
友元声明可以出现在类中的任何位置（public、private 或 protected 区域），效果相同。