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C++ 类和对象（友元、内部类、匿名对像）

news 来源：原创 2025/4/29 22:48:28

一、前言

二、正文

1.友元

1.1友元函数的使用

1.1.1外部友元函数可访问类的私有成员，友员函数仅仅是一种声明，他不是类的成员函数。

1.1.2一个函数可以是多个类的友元函数

2.友元类的使用

2.1什么是友元类

2.2 友元类的关系是单向的，不具有交换性。

2.3 友元类关系不能传递。

3.内部类

3.1内部类的使用

3.1.1 由于内部类是一个独立的类，跟定义在全局相比，它只是受外部类类域限制和访问限定符限制，所以外部定义的对象不包含内部类。

3.1.2内部类默认是外部类的友元类

4.匿名对象

4.1匿名对象的应用场景

一、前言

昨天我们已经分享了类和对象中类型转换和static成员的知识，有兴趣的小伙伴可以看一下：

https://blog.csdn.net/yiqingaa/article/details/144066165

今天让我们在一起学习类和对象中的友元、内部类，和匿名对象吧。

二、正文

1.友元

友元提供了一种突破类访问限定符封装的方式，友元分为：友元函数和友元类，在函数声明或者类声明的前面加friend，并且把友元声明放到一个类的里面。
外部友元函数可访问类的私有和保护成员，友元函数仅仅是一种声明，他不是类的成员函数。
友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制。
一个函数可以是多个类的友元函数。
友元类中的成员函数都可以是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的私有和保护成员。
友元类的关系是单向的，不具有交换性，比如A类是B类的友元，但是B类不是A类的友元。
友元类关系不能传递，如果A是B的友元，B是C的友元，但是A不是C的友元。
有时提供了便利。但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多用。

1.1友元函数的使用

从上图可以看出在我们的Print函数中系统爆出了警告，说A::_a1、A::_a2是不可访问的。那是因为_a1、_a2被限定符private给限制住了，在类外面无法访问类里面的私有成员（这里是_a1和_a2）那么我们如何在类外面定义的函数访问我们的私有成员呢？这里我们就可以借助我们的友元函数来解决这个问题：
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	friend void Print(const A& aa);//我们只需要把函数抄写一下放在类里面，然后前面加个friend就行。
	A(int a1 = 1, int a2 = 2)
	{
		_a1 = a1;
		_a2 = a2;
	}
private:
	int _a1;
	int _a2;
};
void Print(const A& aa)
{
	cout << aa._a1 << " " << aa._a2 << endl;
}
int main()
{
	A a;
	Print(a);
	return 0;
}
友元函数的使用方法很简单，只需要把定义在类外面的函数抄写一份到类里面，然后在函数前面加个friend就行了，friend+函数->友元函数（前提是这个函数定义在类外面，不然这么做其实无实际意义，毕竟如果这个函数是定义在类里面的，直接就可以调用私有成员。没必要多此一举）

友员函数可以这么理解：之前我们是陌生人，我去你家里玩，私闯民宅这是违法的。不过现在我们是朋友了（我是你的友元函数，如上图中Print是类A的友元函数，即Print是A的朋友）那么我去你家玩，就没有任何问题了。
友元可以定义在类里面的任何地方，哪怕是定义在限制符private里面都没问题，不过个人建议放在类里面的第一行，易于让人知道：哦，你使用了友元函数（清晰明了）。

1.1.1外部友元函数可访问类的私有成员，友员函数仅仅是一种声明，他不是类的成员函数。

如图所示，当我们想要通过类名+：：的方式去访问类中的公共成员的时候，只发现了类A的构造函数，而没有发现Print，这说明了友员函数仅仅只是一种声明，而非是这个类的成员函数。

1.1.2一个函数可以是多个类的友元函数
#include<iostream>
using namespace std;
class B;
class A
{
public:
	friend void Print(const A& aa,const B& bb);//Print是A的盆友
	A(int a1 = 1, int a2 = 2)
	{
		_a1 = a1;
		_a2 = a2;
	}
private:
	int _a1;
	int _a2;
};
class B
{
public:
	friend void Print(const A& aa, const B& bb);//Print是B的盆友
	B(int b1 = 3, int b2 = 4)
	{
		_b1 = b1;
		_b2 = b2;
	}
private:
	int _b1;
	int _b2;
};
void Print(const A& aa,const B& bb)
{
	cout << aa._a1 << " " << aa._a2 << endl;
	cout << bb._b1 << " " << bb._b2 << endl;
}
int main()
{
	A a;
	B b;
	Print(a,b);
	return 0;
}
由上图可知，函数Print不仅是类A的盆友，同时也是类B的盆友。就像一个人可以是很多人的盆友一样，并不是独属于你的盆友。

2.友元类的使用

2.1什么是友元类

定义：一个类可以将另一个类声明为它的友元类，被声明为友元的类将获得对原始类所有成员的访问权限，无论是私有、保护还是公有成员。
#include<iostream>
using namespace std;
class B;
class A
{
public:
	friend class B;//这里我们直接让B整个类都是A的盆友，这样我们不仅在Fun1函数中能使用A中隐私变量，在Func2中也能使用A中隐私成员。
	A(int a1 = 1, int a2 = 2)
	{
		_a1 = a1;
		_a2 = a2;
	}
	void Func1()
			{
				cout<< _a1 << " " << _a2 << endl;
			}
private:
	int _a1;
	int _a2;
};
class B
{
public:
	B(int b1 = 3, int b2 = 4)
	{
		_b1 = b1;
		_b2 = b2;
	}
	void Func2(const A& aa)
	{
		cout << aa._a1 << " " << aa._a2 << endl;
	}
	void Func3(const A& aa)
	{
		cout << aa._a1 << " " << aa._a2 << endl;
	}
private:
	int _b1;
	int _b2;
};
int main()
{
	A a;
	B b;
	b.Func2(a);
	b.Func3(a);
	return 0;
}
就例如上图所示，如果我们想在B类中任意使用A中的私有成员（_a1和_a2）我们可以让B一整个类都成为类A的友元，这样我们不仅让类B中的Func1能访问到A中的私有成员（_a1和_a2），Func2中也能访问到A中的私有成员（_a1和_a2）。

2.2 友元类的关系是单向的，不具有交换性。

比如A类是B类的友元，但是B类不是A类的友元，我们如果想要在A类中访问B中私有成员（_b1和_b2）就访问不到。

2.3 友元类关系不能传递。

如果A是B的友元，B是C的友元，但是A不是C的友元。

可以理解为我是你的盆友，你是他的盆友，但这并不意味着，我和他就是盆友。

3.内部类

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，跟定义在全局相比，他只是受外部类类域限制和访问限定符限制，所以外部类定义的对象中不包含内部类。
内部类默认是外部类的友元类。
内部类本质也是一种封装，当A类跟B类紧密关联，A类实现出来主要就是给B类使用，那么可以考虑把A类设计为B的内部类，如果放到private/protected位置，那么A类就是B类的专属内部类，其他地方都用不了。

3.1内部类的使用

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
	A(int a1 = 1, int a2 = 2)
	{
		_a1 = a1;
		_a2 = a2;
	}
	void Func1()const
	{
		cout<< _a1 << " " << _a2 << endl;
	}
	class B
	{
	public:
		B(int b1 = 3, int b2 = 4)
		{
			_b1 = b1;
			_b2 = b2;
		}
		void Func2(const A&aa)
		{
			cout <<aa. _a1 << " " << aa._a2 << endl;
		}
			void Func3(const A& aa)
	{
		cout << aa._a1 << " " << aa._a2 << endl;
	}
	private:
		int _b1;
		int _b2;
	};
private:
	int _a1;
	int _a2;
};
class B
{
public:
	B(int b1 = 3, int b2 = 4)
	{
		_b1 = b1;
		_b2 = b2;
	}
private:
	int _b1;
	int _b2;
};
int main()
{
	A a;
	return 0;
}
上面就是我们简单的写了个内部类。类B被定义在类A的内部。

3.1.1 由于内部类是一个独立的类，跟定义在全局相比，它只是受外部类类域限制和访问限定符限制，所以外部定义的对象不包含内部类。

看图可知，外部定义的对象a中没有类B，只有成员函数Fun1。

3.1.2内部类默认是外部类的友元类

因为B被定义在A中，所以B是A的盆友，即在B中可以任意访问到A中的私有成员。

例如：B中的Func2和Func1都能访问到A的私有成员（_a1和_a2）。

4.匿名对象

用类型（实参）定义出来的对象叫做匿名对象，相比之前我们定义的类型对象名（实参）定义出来的叫有名对象。
匿名对象生命周期只在当前一行，一般临时定义一个对象当前用一下即可，就可以定义匿名对象。

如上图所示，就是有名对象和匿名对象的区别。

值得注意的是：匿名对象的生命周期，只有该匿名对象创建的哪一行，一旦运行到下一行，该匿名对象就被销毁了。

4.1匿名对象的应用场景

匿名对象的使用主要是方便。例如：

我们只是想调用一下成员函数Func1：

创造有名对象a，再通过实例化对象a访问Func1，需要两行代码。如上图标号1。
直接创造匿名对象，直接访问Func1，只需要一行代码。如上图标号。

现在知道匿名对象的作用了吗，其实就是为了图方便，能写一行代码完成的事情，为什么要写两行呢，对吧。