将函数指定为 Friend C++

Question

我正在查看以下文档

https://en.cppreference.com/w/cpp/language/friend

第一个语法示例（朋友函数声明）让我感到困惑

它说：

1. 指定一个 function 或几个函数作为这个 class 的友元

    class Y
    {
        int data; // private member
     
        // the non-member function operator<< will have access to Y's private members
        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Y& o);
        friend char* X::foo(int); // members of other classes can be friends too
        friend X::X(char), X::~X(); // constructors and destructors can be friends
    };
     
    // friend declaration does not declare a member function
    // this operator<< still needs to be defined, as a non-member
    std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Y& y)
    {
        return out << y.data; // can access private member Y::data
    }

我的困惑来自以下代码行friend char* X::foo(int); // members of other classes can be friends too friend char* X::foo(int); // members of other classes can be friends too 。 我不知道为什么我们要声明这样一个 function，因为我看不出给另一个 class 的成员 function 建立友谊有任何用处（在这种情况下为 class X ），因为我们没有传递class Y参考 884028998一个参数，因此我们无法通过foo function 真正访问Y的私有成员。

这个例子是否有用？

Answer 1

首先，我想指出并非 C++ 标准允许的所有内容都一定有用。 有时某些事情是允许的，因为它们不会造成伤害，而禁止它们会使标准变得更加复杂。 在这些情况下，标准倾向于简化，这意味着宽容。

有时，这种宽容本身就是有用的，因为最终有人会发现看似无用的允许事物的用途。 因此，询问有用性可能会很有成效。 像这样的问题对增长知识是有好处的，只要不要太挂在这些问题上。 有时示例只是可能的示例，而不是（已知）有用的示例。

现在开始手头的案例。

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假设X有一个Y类型的成员。 让X访问Y的data可能是合理的。 例如， X的定义可能如下所示。 （使用unique_ptr是为了避免循环依赖问题X的定义需要在Y的定义之前发生。）

class Y; // Forward declaration
class X
{
    std::unique_ptr<Y> token;

  public:
    X(char);
    ~X();

    char* foo(int);

    Y getToken();
    void giveToken(Y);
};

在此设置中，通过友谊，构造函数将能够将token->data设置为所需的任何值， foo()将能够更改该值，并且析构函数可以读取该值。

虽然这给出了friend元声明的原因，但到目前为止用私有嵌套 class 替换Y也可以。 这就是我添加 getToken( getToken()和giveToken()成员的原因。 我可以看到这个 class 赠送*token的副本供消费者持有。 将此视为拍摄快照。 由于消费者不是Y的朋友，令牌对他们来说实际上是不可变的。 他们可以复制、移动、丢弃它，但不能修改它。 （如果Y构造函数设为私有，消费者也将无法创建新令牌。）

稍后，可以将令牌提供给 object——不一定是相同的 object，也不一定是X object——可能会将其内部 state 重置为快照。 （如果可以通过*pimpl = y;完成，则无需友谊即可完成。）如果有多个类可以处理这些标记，则有理由使Y成为独立的 class 而不是嵌套的 class。

我不认为这是一个好的设计，但它是一个有效的设计。