C++中的友元类
#CPP 2024-09-13

早之前很少用友元类，直到最近跟某个博主写 Asio 网络库，跟着用到友元类，但是今天却遇到一个问题，通过查询得到解决，特记录于此。不过，在此之前，还是把友元类的基础知识做个记录。

基础知识

友元可以是一个函数，该函数被称为友元函数。

类的友元函数是定义在类外部，但有权访问类的所有私有（private）成员和保护（protected）成员。尽管友元函数的原型有在类的定义中出现过，但是友元函数并不是成员函数。

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class Box
{
   double width;
public:
   double length;
   friend void printWidth( Box box );	// 友元函数
   void setWidth( double wid );
};

友元也可以是一个类，该类被称为友元类，在这种情况下，整个类及其所有成员都是友元。

下面声明 Session 类 是 MsgNode 类的友元类，意味着 Session 类可以访问 MsgNode 类 中所有的成员变量和成员函数（public、protected、private）

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class MsgNode
{
	friend class Session;
public:
	MsgNode(short max_len);	
	~MsgNode();
protected:
	char* data_;
};

注意点

友元并不属于这个类本身，无论是友元函数还是友元类。都不能使用类内的this指针，同时也不可以被继承，如同父亲的朋友不一定是儿子的朋友这个道理。

  • 友元关系不能被继承
  • 友元关系是单向的，不具有交换性。若类B是类A的友元，类A不一定是类B的友元，要看在类中是否有相应的声明
  • 友元关系不具有传递性。若类B是类A的友元，类C是B的友元，类C不一定是类A的友元，同样要看类中是否有相应的申明

遇到的问题：不可访问友元类的继承的私有成员

我要先把类的继承关系罗列出来，才能讲这里的问题：

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class MsgNode
{
	friend class LogicNode;
	friend class LogicSystem;
	friend class RecvNode;
public:
	MsgNode(short max_len);	
	~MsgNode();
	void clear();	// 清空数据，避免多次构造节点带来的开销
private:
	char* data_;
};

class RecvNode : public MsgNode {	// 接收节点
	friend class LogicNode;
	friend class LogicSystem;
public:
	RecvNode(short max_len, short msgID);
private:
	short msgID_;
};

RecvNode 类 基础自 MsgNode 类，即有部分成员变量来源于它。我在 LogicSystem 类中要去访问 RecvNode 类 中的成员函数，就在 RecvNode 类中把 LogicSystem 声明为 友元，成功访问到 msgID_ 成员函数，但是却不能访问 data_ 成员。

截止，我们提出这个问题：子类从父类继承的成员变量，是属于子类呢还是属于父类呢？

因此可以看出，父类中的所有变量都被子类给继承了下来，都属于子类的一部分。虽然父类中 private 访问权限的成员不能被子类访问，但是仍然属于子类的一部分。同理，在子类继承父类时，除了继承父类中所有的成员变量，也同时继承了除了父类构造函数外的所有成员函数，这样便可以有效节省代码量，提高代码复用效率。

哦，我们知道了！！！父类中 private 访问权限下的成员不能被子类访问，哪怕它属于子类的一部分。那么子类 RecvNode 都不能访问到父类 MsgNode，凭什么你 友元类 LogicSystem 就可以呢？显然 LogicSystem 类也不可以访问。

该怎么做 ？让子类 RecvNode 能访问到父类 MsgNode即可，所以修改父类 MsgNode 的 private 下的成员变量为 protected 即可。你当然也可以修改为 public，那我设置友元类干什么？