C++ 虚函数和友元

虚函数具有动态联编性,在类族中有强大功能;友元函数具有跨类访问的功能,本质却是一种对封装的破坏。

先看这样一个例子:

#include<iostream>
using namespace std;
class A;
class B
{
private:
    int x;
    void print()
    {
        cout<<x<<endl;
    }
public:
    B(int i = 0)
    {
        x = i;
    }
    friend class A;
};
class A
{
public:
    void func(B b)
    {
        b.print();
    }
};
class D: public B
{
public:
    D(int i):B(i) {}
};
int main()
{
    cout<<sizeof(A)<<" "<<sizeof(B)<<" "<<sizeof(D)<<endl;
    D d(99);
    A a;
    a.func(d);
    return 0;
}

程序执行结果为:
        1 4 4
        99
上例中,A是B的友元类,A中的所有成员函数都为B的友元函数,可访问B的私有成员函数。友元类A大小为1,基类和派生类大小都是4,友元类A不是基类B的一部分,更不是派生类D的一部分。

从上例看,友元似乎能够被继承,A的函数func这能访问B的派生类D嘛!这不基类的友元函数或友元类能够访问派生类的私有成员!

但若将上例中的继承关系改为私有继承,则:

   class D: private B
   a.func(d);  // error C2243: “类型转换”: 从“D *”到“const B &”的转换存在,但无法访问   

我们知道:public继承是一种“is a”的关系,即一个派生类对象可看成一个基类对象。所以,上例中不是基类的友元被继承了,而是派生类被识别为基类了

再比如这样一个例子

#include<iostream>
using namespace std;
class B;
class A
{
private:
    void print()
    {
        cout<<"A::print"<<endl;
    }
public:
    friend class B;
};
class B
{
public:
    void func(A a)
    {
        a.print();
    }
};
class D: public B { };

int main()
{
    A a;
    D d;
    d.func(a);
    return 0;
}

程序执行结果为:
        A::print
上例中,B为A的友元类,D是B的派生类,D继承了基类B的友元函数func,它能访问A的私有成员。由此可知一个友元类的派生类,可以通过其基类接口去访问设置其基类为友元类的类的私有成员,也就是说一个类的友元类的派生类,某种意义上还是其友元类
但若在上例D中新增加个成员函数,该函数是不能访问A私有成员的。

class D: public B
{
public:
        void test(A a){ a.print(); } // error C2248: “A::print”: 无法访问 private 成员(在“A”类中声明)
};
#include<iostream>
using namespace std;
class A;
class B
{
private:
    void print()
    {
        cout<<"B::print"<<endl;
    }
public:
    friend class A;
};
class A
{
public:
    void func(B b)
    {
        b.print();
    }
};
class D: public B
{
private:
    void print()
    {
        cout<<"D::print"<<endl;
    }
};
int main()
{
    D d;
    A a;
    a.func(d);
    return 0;
}

程序执行结果为:
    B::print
和前两例类似,友元关系并没有被继承,仅是派生类对象当成了一个基类对象来用,因此输出“B::print”。
若将上例print函数改为虚函数并通过多态来访问,就可以达到类似于友元可以继承的效果。

class A;
class B
{
private:
    virtual void print()
    {
        cout<<"B::print"<<endl;
    }
public:
    friend class A;
};
class A
{
public:
    void func(B* pb)
    {
        pb->print();
    }
};
class D: public B
{
private:
    virtual void print()
    {
        cout<<"D::print"<<endl;
    }
};

int main()
{
    D d;
    A a;
    a.func(&d);
    return 0;
}

这本质上就是满足了多态的三个条件:

必须存在继承关系;

继承关系中必须有同名的虚函数,并且它们是覆盖关系。

存在基类的指针,通过该指针调用虚函数。

原文地址:https://www.cnblogs.com/wkfvawl/p/12427496.html

时间: 2024-10-29 03:07:55

C++ 虚函数和友元的相关文章

为什么 构造函数、内联函数、静态函数和友元函数不能是虚函数

构造函数为什么不能是虚函数 C++ 从存储空间角度,虚函数对应一个指向vtable虚函数表的指针,这大家都知道,可是这个指向vtable的指针其实是存储在对象的内存空间的.问题出来了,如果构造函数是虚的,就需要通过vtable来调用,可是对象还没有实例化,也就是内存空间还没有,怎么找vtable呢?所以构造函数不能是虚函数.简单来说就是:虚函数的执行依赖于虚函数表.而虚函数表在构造函数中进行初始化工作,即初始化vptr,让他指向正确的虚函数表.而在构造对象期间,虚函数表还没有被初始化,将无法进行

&lt;C++&gt;友元与虚函数的组合

为类重载<<与>>这两个运算符时,重载函数必须为该类的友元函数. 当友元不能被继承,故不能当作虚函数,无法使用多态. 可以用以下结构实现友元与虚函数的组合. 1 class base { 2 public: 3 friend ostream & operator << (ostream &o, const base &b); 4 private: 5 virtual ostream & print(ostream & o) con

【C/C++学院】0825-类模板/final_override/类模板与普通类的派生类模板虚函数抽象模板类/类模板友元/位运算算法以及类声明/Rtti 实时类型检测/高级new创建/类以及函数包装器

类模板 类模板多个类型默认类型简单数组模板 #pragma once template <class T=int>//类模板可以有一个默认的值 class myArray { public: myArray(); ~myArray(); }; #include "myArray.h" template <class T=int>//每一个函数都需要加上一个默认的值 myArray<T>::myArray() //类模板成员函数在外部,需要加载类型初始

C++多态性与虚函数

面向对象程序设计中的多态性是指向不同的对象发送同一个消息,不同对象对应同一消息产生不同行为.在程序中消息就是调用函数,不同的行为就是指不同的实现方法,即执行不同的函数体.也可以这样说就是实现了"一个接口,多种方法". 从实现的角度来讲,多态可以分为两类:编译时的多态性和运行时的多态性.前者是通过静态联编来实现的,比如C++中通过函数的重载和运算符的重载.后者则是通过动态联编来实现的,在C++中运行时的多态性主要是通过虚函数来实现的. 赋值兼容     不过在说虚函数之前,先介绍一个有关

C++ 虚函数与纯虚函数 浅析

[摘要] 本文首先简述虚函数与纯虚函数的定义,然后分析比较两者的区别与联系(DWS). [正文] 1)虚函数与纯虚函数有什么区别? 虚函数,不代表函数为不被实现的函数,为了允许用基类的指针来调用子类的这个函数:允许被其子类重新定义的成员函数. 纯虚函数,才代表函数没有被实现,为了实现一个接口,起到一个规范的作用,规范继承这个类的程序员必须实现这个函数. 2)虚就虚在所谓"推迟联编"或者"动态联编"上,一个类函数的调用并不是在编译时刻被确定的,而是在运行时刻被确定的.

C++之多态性与虚函数

面向对象程序设计中的多态性是指向不同的对象发送同一个消息,不同对象对应同一消息产生不同行为.在程序中消息就是调用函数,不同的行为就是指不同的实现方法,即执行不同的函数体.也可以这样说就是实现了“一个接口,多种方法”. 从实现的角度来讲,多态可以分为两类:编译时的多态性和运行时的多态性.前者是通过静态联编来实现的,比如C++中通过函数的重载和运算符的重载.后者则是通过动态联编来实现的,在C++中运行时的多态性主要是通过虚函数来实现的,也正是今天我们要讲的主要内容. 1.不过在说虚函数之前,我想先介

c++之虚函数和基类指针

1. 基类指针虽然获取派生类对象地址,却只能访问派生类从基类继承的成员 1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 4 //通过基类指针只能访问从基类继承的成员 5 class A 6 { 7 public: 8 A(char x) 9 { 10 this->x = x; 11 } 12 //void virtual who() //基类定义虚函数,则派生类的重定义版本默认为虚函数 13 void who() //除非定义虚函数,否则基类

C++:虚函数的详解

5.4.2 虚函数详解 1.虚函数的定义 虚函数就是在基类中被关键字virtual说明,并在派生类重新定义的函数.虚函数的作用是允许在派生类中重新定义与基类同名的函数,并且可以通过基类指针或引用来访问基类和派生类中的同名函数. 虚函数的定义是在基类中进行的,它是在基类中需要定义为虚函数的成员函数的声明中冠以关键字virtual.定义虚函数的格式如下: virtual 函数类型 函数名(形参表) {     函数体 } 在基类中的某个成员函数声明为虚函数后,此虚函数就可以在一个或多个派生类中被重新

转虚函数,写的相当好啊

引言 一直以来都没有写过一篇关于概念性的文章,因为我觉得这些概念性的东西书本上都有并且说的也很详细写来也无用,今天突发奇想想写 一写,下面就和大家讨论一下虚基类.虚函数与纯虚函数,一看名字就让人很容易觉得混乱.不过不要紧待看完本文后你就会理解了. 正文 虚基类       在说明其作用前先看一段代码 class A{public:    int iValue;};class B:public A{public:    void bPrintf(){cout<<"This is cla