类和对象【六】友元和内部类

友元

友元的作用

友元提供了一种打破封装的方式，有时提供了便利。

友元的主要作用就是打破封装

即可以让一个类的友元函数/友元类可以直接访问和修改这个类的私有（private）和被保护（protected）成员

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友元的缺点

1. 安全性降低：友元可以不受限制地访问类的所有成员，这可能导致数据的不安全暴露。
2. 封装性受损：尽管友元不是类的成员，但它的存在使得类的封装性受到破坏，因为非友元函数或类无法直接访问某类中的私有成员和被保护成员。

在实际编程中，应谨慎使用友元机制，避免因为封装性的破坏和安全性的降低而导致程序的不稳定和难以维护。

友元应当只在没有其他更好的解决方案时才被考虑使用。

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友元函数

语法：

在类中的任何一个访问限定符下增加一句声明：
friend（关键字） 全局的函数声明

即可让这个全局函数成为该类的友元函数
例

特点：

1. 友元函数可访问类的私有和保护成员，但不是类的成员函数

2. 友元函数不能用const修饰，因为const修饰函数的时候修饰的是this指针，只有类的成员函数才有this指针

3. 友元函数的调用与普通函数的调用原理相同

4. 一个函数可以是多个类的友元函数

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友元类

如果类B是类A的友元类，那就可以在类B的作用域中【类B的成员函数的作用域也是类B的作用域】直接访问类A的成员
例

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语法：

在类中的任何一个访问限定符下增加一句声明：
friend（关键字） 友元类的声明

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特点：

1. 友元关系是单向的，不具有交换性。
   比如上面的事例中类B是类A的友元类，B就可以访问A中的私有和保护成员，但是A却不能访问B中的私有和保护成员，因为B并没有声明A是B的友元类【突然有点可悲是怎么回事？即A把B当做朋友，为B掏心掏肺，但B可能认为A什么都不是】
   

2. 友元关系不能继承【这个可以形象的理解为爸爸的朋友并不一定是儿子的朋友】

3. 友元关系不能传递【我朋友的朋友也不一定是我的朋友】
   例：类C是类B的友元类，类B是类A的友元类，但类C不是类A的友元类

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内部类

概念

如果一个类定义在另一个类的内部，这个内部类就叫做内部类。
内部类是一个独立的类，它不属于外部类，更不能通过外部类的对象去访问内部类的成员。

类比一下：
普通类是在命名空间域/全局域中定义的，但是普通类还是有一个自己的独立的类域，在类域之外的统一为外部，外部不可直接访问类中的私有和保护成员

内部类就是在另一个类的作用域中的定义的，所以内部类的类域之外的也统一是外部

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特点

1. 内部类是定义在一个类的类域里面的，而访问类域里面的东西必须指定类域【和命名空间类似】
   所以要在外部类之外使用内部类时，要用外部类+::先找到内部类
   

2. 内部类在外部类的类域里，在类域里的东西都受访问限定符的限制，内部类也不例外
   

3. 内部类是外部类的友元类，内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中的所有成员【包括私有和被保护成员】，但是外部类不是内部类的友元
   

4. 内部类可以直接访问外部类中的static成员，不需要外部类的对象/类名