C++基础——友元函数和内部类讲解

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一.友元：

        友元函数：

友元类

二.内部类

1.定义：

2.内部类的另一个特点：

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一.友元：

        友元函数：

        友元为类外的函数提供了一种突破封装的方式，简单来说就是让类外能够破解private、protected型私有类型成员变量或函数，为其提供了便利。之前在讲流提取、流插入运算符函数重载的时候简单介绍了一下友元，大家可以来看一看这篇博客中，类外是如何能够调用重载函数的。C++基础——流插入提取运算符重载函数_。

class Date
{	
	
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
	_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
	return _cout;
}
istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
{
	_cin >> d._year;
	_cin >> d._month;
	_cin >> d._day;
	return _cin;
}
int main()
{
	Date d;
	cin >> d;
	cout << d << endl;
	return 0;
}

        流插入和流提取运算符想要在类外进行运算符的重载，需要用到友元，让这两个函数在类内发布友元声明，这样类外就可以将其视为朋友，轻而易举的访问到Date类的非公有成员了。

友元类

        假设类A想要访问类B的非公有成员，就需要在类B中存放类A的友元声明了，也是friend关键字+class+类名即可。

        

class Time{
	friend class Date;   // 声明日期类为时间类的友元类，则在日期类中就直接访问Time类
	                    //中的私有成员变量
public:
	Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)
		: _hour(hour)
		, _minute(minute)
		, _second(second)
	{}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};
class Date{
public:
	Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}
	void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second){
		// 直接访问时间类私有的成员变量
		_t._hour = hour;
		_t._minute = minute;
		_t._second = second;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Time _t;
};

将Time类外的Date类在Time类内加上friend, Time类会视Date类为朋友，Date类可以访问Time类的私有成员，Date可以偷Time的家，而Time类不是Date的朋友，Time类不可以访问Date的私有成员。而在SetTimeOfDate函数中，成员变量_t就可以直接访问到Time类的非公有成员。 

        

        需要注意的是：使用友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多用。

 

二.内部类

1.定义：

        将一个类定义在另一个类的内部，内部类是一个独立的类，它不属于外部类，更不能通过外部类去访问内部类成员。

示例代码，如下：

class A
{
private:
    static int k;
    int h;
public:
    class B             // B天生就是A的友元，类B可以访问类A的成员，但类A不能访问类B的成员
    {
    public:
        void foo(const A& a)
        {
            cout << k << endl;  //OK
            cout << a.h << endl;//OK
        }
    private:
        double _b;
        int _a;
    };
};

int A::k = 1;

int main()
{
    A aa;      
    cout << sizeof(A) << endl;
    cout << sizeof(aa) << endl;   

    cout << sizeof(A::B) << endl;   //16字节


    A::B b;
    b.foo(A());

    return 0;
}

        由定义得，内部类不属于外部类，所以我写了两行行检测类A，类A对象存储大小的代码，发现：

        结果都为4字节，即只存储了int h的大小，且静态成员变量在静态区，所以不进内存空间，那么类B中的a,b成员完全没有算进去。所以由此推断：这个内部类等价于是两个独立的类 。

        但是若类B想要创建对象还是得通过类A才可以，毕竟类B在类A的内部        ~哈哈哈，没办法！

2.内部类的另一个特点：

        内部类天生就是是外部类的友元，也就是说，不需要在类A中发表类B的友元声明，类B也可以随意的访问类A的非公有成员！！！