如何使用友元函数和继承拆分定义和声明

友元函数和继承拆分定义与声明

基础概念

友元函数是一种特殊的非成员函数，它可以访问类的私有和保护成员。通过将一个函数声明为类的友元，可以允许该函数访问类的私有和保护成员。

继承是面向对象编程中的一个重要概念，它允许一个类继承另一个类的属性和方法。继承可以分为公有继承、保护继承和私有继承。

类型

友元函数：普通非成员函数、类成员函数、全局函数。
继承：公有继承、保护继承、私有继承。

应用场景

友元函数：当需要一个非成员函数访问类的私有或保护成员时，可以使用友元函数。
继承：当需要创建一个新类，并且这个新类需要使用另一个类的属性和方法时，可以使用继承。

示例代码

#include <iostream>

class Base {
private:
    int privateData;

public:
    Base(int data) : privateData(data) {}

    // 声明友元函数
    friend void accessPrivateData(Base& obj);

    // 声明虚函数
    virtual void display() {
        std::cout << "Base class display: " << privateData << std::endl;
    }
};

// 定义友元函数
void accessPrivateData(Base& obj) {
    std::cout << "Private data: " << obj.privateData << std::endl;
}

class Derived : public Base {
public:
    Derived(int data) : Base(data) {}

    // 重写虚函数
    void display() override {
        std::cout << "Derived class display: " << privateData << std::endl;
    }
};

int main() {
    Base base(10);
    Derived derived(20);

    base.display();
    derived.display();

    accessPrivateData(base);
    accessPrivateData(derived);

    return 0;
}

参考链接

遇到的问题及解决方法

问题：友元函数无法访问派生类的私有和保护成员。

原因：友元函数只被授予访问基类私有和保护成员的权限，而没有被授予访问派生类私有和保护成员的权限。

解决方法：可以通过在派生类中再次声明友元函数来解决这个问题。

class Derived : public Base {
private:
    int derivedPrivateData;

public:
    Derived(int data) : Base(data), derivedPrivateData(data * 2) {}

    // 再次声明友元函数
    friend void accessPrivateData(Base& obj);
};

void accessPrivateData(Base& obj) {
    std::cout << "Base private data: " << obj.privateData << std::endl;
    Derived* derived = dynamic_cast<Derived*>(&obj);
    if (derived) {
        std::cout << "Derived private data: " << derived->derivedPrivateData << std::endl;
    }
}

通过这种方式，友元函数可以访问基类和派生类的私有和保护成员。