4

Я задумался над целесообразностью использования в C++ дружественных функций и классов. Пытался найти внятные примеры, когда это действительно необходимо и дает плюсов больше, чем минусов. Таких примеров мне удалось найти совсем немного.

Может быть, у кого-нибудь есть примеры из жизни, когда friend классы и функции были очень удобны?

1
  • 3
    Например, friend операторы ввода и вывода << и >>.
    – Harry
    18 фев 2020 в 18:12

3 ответа 3

5

В С++ модификаторы доступа одинаково работают для всех пользователей класса. Использование friend по сути просто делает все кишки класса доступными для дружественной сущности, даже если ей нужно только несколько, и поэтому обычно считается сомнительной практикой. Возможность дать доступ к одной части членов класса для одних пользователей, к другой - для других, а к третьей - третьим (как это делается в языке Еiffel например) из коробки отсутствует. Однако такой высокогранулированный доступ можно обеспечить используя идиому Attorney-Client:

class Client 
{
    friend class AttorneyAB;
    private: void A(int a);
    private: void B(float b);
    private: void C(double c);
};

class AttorneyAB
{
    friend class User;
    private: static void callA(Client & c, int a) { c.A(a); } 
    private: static void callB(Client & c, float b) { c.B(b); }
};

class User
{
// User now has access to only Client::A and Client::B through the Attorney.
};
3

Стандартная библиотека часто для реализации той или иной сущности, использует дружественные классы. Например:

  1. класс локализации locale определяет класс facet, деструктор которого защищенный, чтобы все фасеты, наследованные от locale::facet и объявляющие класс locale своим другом, могли быть уничтожены только данной локализацией.
  2. Класс std::valarray является другом классов, std::slice_array, std::gslice_array, std::mask_array, std::indirect_array, чьи конструкторы являются закрытыми, дабы их экземпляры могли создаваться только обьектами std::valarray. (Эти классы являются вспомогательными для std::valarray, например для разного представления возвращаемого типа operator[]).

Для того, чтобы существующая функция(класс) могла пользоваться закрытыми членами(в том числе, создать или уничтожать обьект, когда конструктор и деструктор не имеют публичный спецификатор доступа), нужно, чтобы она была другом класса...

2

Начну немного издалека. Вы пишете шаблонный класс имеющий несколько параметров:

template <typename T1, typename T2, int sz> class MyCoolClass {
};

Теперь для этого класса нужно перегрузить операторы +,-,*,/. Только, как то не хочется отдельно перегружать для каждого типа, давайте сделаем перегрузку шаблонной. Я опущу замещения для разных типов:

template <typename T1, typename T2, int sz> class MyCoolClass {
  public:
    template <class Ti> MyCoolClass operator + (const Ti v) const
    {
         // ....
    }
    // Остальные -,*,/ 
    // ...
};

Все пока хорошо. Выражения типа MyCoolClass a = MyCoolClass() + 5 работают замечательно. Но, вот выражения MyCoolClass a = 5 + MyCoolClass() не работают. Ладно, значит надо перегрузить операторы глобально. Вот только теперь написать шаблонную перегрузку будет не очень удобно, даже пример приводить неохота. И вот в этом случае дружественная шаблонная функция просто спасение:

template <typename T1, typename T2, int sz> class MyCoolClass {
  public:
    template <class Ti> MyCoolClass operator + (const Ti v) const
    {
         // ....
    }
    // Остальные -,*,/ 
    // ...
    template <class Ti> friend MyCoolClass operator + (const Ti v, MyCoolClass& v2) 
    {
         // ....
    }
};

Обратите внимание, параметры шаблонного класса указывать просто не нужно, что значительно сокращает и упрощает подобные функции. Поэтому в данном случае дружественные функции однозначно полезны. И хотя это только один пример, мне кажется он достаточно веский для существования такого механизма.

8
  • Не считаю, что написать вне класса данный оператор, связан с какими то неудобствами. Совсем наоборот_ такой оператор обычно лучше не связывать с классом(с таким подходом вы получите слышком жирный интерфейс). Этот оператор просто может вернуть MyCoolClass () + T(). Кроме мнения у меня возник и вопрос: Причем тут шаблонность?... 19 фев 2020 в 7:09
  • Шаблонность здесь хорошо усугубляет. Напишите такой оператор вне шаблонного класса и увидите разницу. Вам потребуется повторить все параметры шаблона. Насчет жирности здесь речь не шла, только о дружественности.
    – Andrey Sv
    19 фев 2020 в 8:01
  • а почему вы думаете, что я не писал много шаблонных классов или операторов? Правильно, речь шла о дружественности, а точнее о ее целесообразности, но вы не понели, что я имел ввиду. Имеется ввиду, что в приведенном вами примере дружественность совсем не имеет плюса или необходимость, а наоборот... И отметил отрицательную сторону. И шаблонность тут ничего не усугубляет. 19 фев 2020 в 8:21
  • Во-первых я ничего не говорил о Вашем опыте. Зачем так воспринимать не понимаю, но ладно. Вас смущает жадность шаблона, в ответе указано, что это игнорируется. Какие еще отрицательные стороны? Что касается читаемости кода, простоты Вы считаете это излишним? Больше ненужного текста это лучше?
    – Andrey Sv
    19 фев 2020 в 8:32
  • я никогда не воспринимаю ничего отрицательного при обсуждении технических вопросов. Эти обсуждения не зависят от уровня или опыта. Я лишь отреагировал на ваши слова: "напишите такой оператор ... ", и без мрачных мыслей. И да, я считаю, что нет тут ни пользы, ни необходимости для дружественности, лучше напечатать несколько символов больше. Не знаю, как вы себя представляете реализацию последнего оператора, но по мне она тривиальная и однострочная, если реализован += или +. Спасибо вам за обсуждение! 19 фев 2020 в 9:02

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.