Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Упражнение 7.31. Определите два класса, Xи Y, у которых класс Xимеет указатель на класс Y, a Yсодержит объект типа X.

Наш класс Sales_dataопределил три обычных функции, не являющиеся членом класса, как дружественные (см. раздел 7.2.1). Класс может также сделать дружественным другой класс или объявить дружественными определенные функции-члены другого (определенного ранее) класса. Кроме того, дружественная функция может быть определена в теле класса. Такие функции неявно являются встраиваемыми.

В качестве примера дружественных классов рассмотрим класс Window_mgr(см. раздел 7.3.1), его членам понадобится доступ к внутренним данным объектов класса Screen, которыми они управляют. Предположим, например, что в класс Window_mgrнеобходимо добавить функцию-член clear(), заполняющую содержимое определенного окна пробелами. Для этого функции clear()нужен доступ к закрытым переменным-членам класса Screen. Для этого класс Screenдолжен объявить класс Window_mgrдружественным:

class Screen {

// члены класса Window_Mgr смогут обращаться к закрытым

// членам класса Screen

friend class Window_mgr;

// ... остальное, как раньше в классе Screen

};

Функции-члены дружественного класса могут обращаться ко всем членам класса, объявившего его другом, включая не открытые члены. Теперь, когда класс Window_mgrявляется другом класса Screen, функцию-член clear()класса Window_mgrможно переписать следующим образом:

class Window_mgr {

public:

// идентификатор области для каждого окна на экране

using ScreenIndex = std::vector::size_type;

// сбросить данное окно, заполнив его пробелами

void clear(ScreenIndex);

private:

std::vector screens{Screen(24, 80, ' ')};

};

void Window_mgr::clear(ScreenIndex i) {

// s - ссылка на окно, которое предстоит очистить

Screen &s = screens[i];

// сбросить данное окно, заполнив его пробелами

s.contents = string(s.height * s.width, ' ');

}

Сначала определим sкак ссылку на класс Screenв позиции iвектора окон. Затем переменные-члены heightи widthданного объекта класса Screenиспользуются для вычисления количества символов новой строки, содержащей пробелы. Эта заполненная пробелами строка присваивается переменной-члену contents.

Если бы функция clear()не была дружественной классу Screen, то этот код не компилировался бы. Функция clear()не смогла бы использовать переменные-члены height, widthили contentsкласса Screen. Поскольку класс Screenустановил дружественные отношения с классом Window_mgr, для его функций доступны все члены класса Screen.

Важно понимать, что дружественные отношения не передаются. Таким образом, если у класса Window_mgrесть собственные друзья, то у них нет привилегий доступа к членам класса Screen.

Каждый класс сам контролирует, какие классы или функции будут его друзьями.

Вместо того чтобы делать весь класс Window_mgrдружественным классу Screen, можно предоставить доступ только функции-члену clear(). Когда функция-член объявляется дружественной, следует указать класс, которому она принадлежит:

class Screen {

// класс Window_mgr::clear должен быть объявлен перед классом Screen

friend void Window_mgr::clear(ScreenIndex);

// ... остальное как раньше в классе Screen

};

Создание дружественных функций-членов требует тщательного структурирования программ в соответствии с взаимозависимостями объявлений и определений. В данном случае программу следует упорядочить следующим образом.

• Сначала определите класс Window_mgr, который объявляет, но не может определить функцию clear(). Класс Screenдолжен быть объявлен до того, как функция clear()сможет использовать члены класса Screen.

• Затем определите класс Screen, включая объявление функции clear()дружественной.

• И наконец, определите функцию clear(), способную теперь обращаться к членам класса Screen.