c++ 友元类 如何使用，举例

<think>嗯，用户问的是C++中友元类的使用方法，还要举例说明。我需要先回忆一下友元类的基本概念和相关语法。友元类允许一个类访问另一个类的私有和保护成员，这在某些情况下非常有用，比如当两个类紧密合作时。 首先，应该解释什么是友元类，然后说明如何声明友元类。记得友元类的声明是在被访问的类中进行的，使用friend关键字加上class和类名。例如，如果ClassA要成为ClassB的友元，那么在ClassB的定义里需要写friend class ClassA;。 接下来，可能需要举一个例子来说明。比如，考虑一个学生类Student和一个教务管理系统类AcademicOffice。AcademicOffice需要访问Student的私有成绩数据，这时候可以将AcademicOffice声明为Student的友元类。这样，AcademicOffice就可以直接访问Student的私有成员了。 还要注意友元关系的单向性，即友元类可以访问目标类的私有成员，但反过来不行。另外，友元关系不能被继承，也不能传递，这些点可能也需要提到，避免用户误解。 用户可能需要了解友元类的适用场景，比如当两个类有高度协作关系时，或者需要实现某些特定功能（如工厂模式）时。同时，也要提醒用户谨慎使用友元，因为它会破坏封装性，增加类之间的耦合度。 在举例的时候，应该写出完整的代码示例，展示如何声明友元类，并演示友元类如何访问私有成员。例如，Student类中有私有成员score，AcademicOffice类中的方法可以修改或读取这个score，而普通的外部函数或其他类则无法访问。 可能还需要提到友元函数和友元类的区别，但用户这里明确问的是友元类，所以可以简要带过，或者不提及，避免混淆。 最后，总结一下使用友元类的步骤和注意事项，确保用户能够正确应用，并理解其潜在的影响。这样用户在实际编程中就能合理使用友元类，避免滥用导致代码维护困难。</think>C++友元类使用指南（附工厂模式案例） 1. 核心概念 友元类通过`friend class`声明，允许被授权的类访问当前类的所有私有和保护成员，具备以下特性： √ 单向访问（A声明B为友元 → B可访问A的私有成员） √ 不可传递（B的友元不能继承访问权限） √ 破坏封装性（需谨慎使用） 2. 标准语法格式 ```cpp class TargetClass { friend class FriendClass; // 在目标类内部声明友元 private: int secret_data; }; class FriendClass { public: void modifySecret(TargetClass& obj, int val) { obj.secret_data = val; // 直接访问私有成员 } }; ``` 3. 实用案例：工厂模式实现 ```cpp #include <iostream> #include <string> // 产品基类 class Product { protected: std::string serial_num; explicit Product(const std::string& sn) : serial_num(sn) {} // 声明工厂为友元类 friend class ProductFactory; public: virtual void show() const = 0; virtual ~Product() = default; }; // 具体产品A class ProductA : public Product { ProductA(const std::string& sn) : Product(sn) {} public: void show() const override { std::cout << "ProductA SN: " << serial_num << "\n"; } friend class ProductFactory; }; // 工厂类 class ProductFactory { public: static Product* createA(const std::string& sn) { ProductA* p = new ProductA(sn); p->serial_num = "FA-" + sn; // 直接访问基类私有成员 return p; } }; int main() { Product* item = ProductFactory::createA("12345"); item->show(); // 输出：ProductA SN: FA-12345 delete item; return 0; } ``` 4. 使用场景建议 ✓ 工厂模式创建对象 ✓ 需要跨类深度协作 ✓ 单元测试访问私有成员 ✓ 实现特殊运算符重载 5. 注意事项 × 避免循环友元（A→B→A） × 优先考虑设计模式替代方案 × 每个友元声明需单独处理 × 会降低代码可维护性 最佳实践：建议将友元类与目标类放在同一个头文件中，并通过注释明确说明友元关系的必要性。