C++语法被误解：实际上增强了对象的封装性？

C++中面向对象部分,有一个特性,一直被支持面向对象理念的程序员诟病，这个特性就是“友元”（friendship）。那么，“友元”到底是破坏了对象的封装性，还是保护了对象的封装性？

事情的起因源自于我小侄子这段时间正在学习C++。

昨晚在微信上给我留言，说之前因为我对C++的推崇，一直觉得C++是门伟大而又充满智慧的语言，结果现在感觉大失所望。

他说：一门真正的面向对象的语言，不应该存在多重继承，这样会让事情变得非常复杂，为什么C++会有多重继承这样糟糕的语法。

他说：作为一门面向对象的编程语言，连“接口”的功能都没有，这是最基础的面向对象特征，但是C++好像根本没有“接口类”这一说。

他还说：最重要的是C++还搞了个 “友元”的概念，不明摆着破坏了面向对象中“封装”这一最重要、最基础的特性吗？

所以，他“也”和很多人一样感觉“C++并不是一门纯粹的面向对象的编程语言，有很多不合理的地方。”

这种论调充斥网络几十年了，面向对象流派对C++的攻击并不是攻击的全部，最著名的甚至不是面向对象流派的攻击，C语言派系李纳斯托瓦兹（Linus，Linux之父）的疯狂开怼，才更引起世人瞩目吧！

所以，小侄子有这样的想法也在所难免。但是--

但是，这样的理解是正确的吗？

我首先问他，你才学几天，你就学到了多重继承、接口等概念了？可能吗？

他说这个到没有学到，这两天才初步开始学习继承、派生、虚函数的一些用法。

我说：首先多重继承是好是坏，不是你关心的，你一个连面向对象概念都还没搞清楚的人，没有资格评论这个。而且“多重继承”，正体现了C++的设计原则，我虽然有，但你可以不用。但当你需要用的时候，正好我有。这是一种设计哲学，现在也不是你关注的点。

其次，接口是OO（面向对象的简称）的重要特性，但不代表C++没有“接口”的提法，就没有“接口”的特性。你很快就会学到，我在这里就不啰嗦了。

而且，C++从没有说他是一门纯粹的面向对象的语言，什么是“纯粹的”OO语言？对C++而言，所有的特性都是为了体现某一种思想，解决某些复杂棘手的问题而设计的。从来也不可能为了让自己看起来像是一个“真正的面向对象的编程语言”，或者让了让自己看起来更像是一个“真正的函数式语言”，而进行改造或拖鞋。他永永远不会为了“规则”而丧失对“灵活、性能”的追求。

所以，你既然想学好这门伟大的语言，就压根不用关心他到底是不是什么“纯粹”的“oo语言”，他就是他自己。

最后，我们来说一说“友元(friendship)”这个特性。站在我的角度，

友元恰恰是C++面向对象思想的重要体现，更好的保护了对象的封装性。

（面试的时候，如果面试官问你如何看待友元？你这样回答，面试官肯定对你另眼相看，前提是你能解释清楚为什么）

先来简单的说几句什么是“OO”，OO核心就是万物皆可“类”。

把实际业务场景中的各种对象按照共性程度进行分“类”。然后再根据每个对象的具体情况对这个“类”进行实例化。

那既然是“对象”，就肯定是供其他“对象”使用的。一个不能被其他对象使用的对象，就是一个“废类”。就现实中的“你”和“我”，如果一个人连被人“利用”的价值都没有，那这个人的活着还有什么意义呢？能为他人提供”价值”,就是我们生而为人的最大价值。

比如说,有这样一户家庭,五口人,夫妻两人带着三个小孩，2个男孩，1个女孩。现在我们用面向对象的思维对这个家庭进行简单抽象。

首先，我们发现他们都是人，所以我们定义一个类，类的名字叫“人”(Person)。这5个人拥有一些共同的特性，比如“姓名”、“性别”、“年龄”，”健康状况”，而且他们都有自己的特长（这个案例非常适合讲继承、多态、protected、类的实例化、类成员的初始化、虚函数、纯虚函数等等，但是为了不跑题，暂不展开，以后有机会再展开讲讲）。

其他人想了解这个家庭成员的信息,那么哪些信息允许被了解呢？

比如可以了解这个家庭成员的“姓名”，“性别”，“年龄”，这三个信息都是任何人可以公开访问的。通过提供三个功能(类的public成员函数)来实现,比如getName()、getAge()、getSex()就可以了。如果允许他们的名字可以被修改，还可以提供一个setName（string name）来实现。

但是，现在问题来了。

如果这个家庭成员的“健康状况”有且只能由他们的家庭医生定期体检来确定的，怎么办？（这是合乎逻辑的，你想一想）

这时候如果这个类本身有一个setHealth（）的方法，来设置这个对象的“健康状况”，那么应该是private、Protected、还是pbulic？

如果设置为private，那么这个方法就是个废的，没有任何实际用处，因为这类没有提供其它方法来调用这个方法，如果这个类通过它的其他的成员函数,来调用这个方法,也是违反了刚才的约定(这家人的"健康状况"只有他们的家庭医生可以设置)。其他对象，包括对象自身更不能进行设置了。

如果设置为protected，因为这个类并没有派生类，实际上和private没有区别。

如果是public，更糟糕了。任何对象不管自己是不是医生，都可以调用这个方法来设置这个人的“健康状况”了,这肯定不允许发生。

那怎么办呢？

就因为考虑到某个对象，通常会public出来一些方法,供其他任何对象都可以来使用，通过实例化这个类，并调用实例化的对象的public方法，来实现对这个对象的一些操作。

就像真实世界中，一个人的有些情况，所有人都可以知道。但是总有些情况，只能是自己身边的人（亲朋好友）才被允许知道，因此就诞生了“friendship”这个概念，通俗的说，只有这个类的“朋友”才能知道"某些特定的情况"。

因此给这个类声明一个“友元类”：家庭医生，这个“友元类”有一个public方法：setHealth（参数1：Person对象，参数2：health status）(当然也可以有其他实现方式,这里只是其中一种方法)，通过这个“家庭医生”类的实例化对象调用setHealth方法来给对应的person对象的私有属性“健康状况”进行设置。

这才是一个合理的面向对象思维，才更加接近现实世界。

再假设一种情况，现在Person类的对象“男主人”，要去入职一家公司Company，对方要求了解“男主人”的健康状况，如果有疾病，就不予录用。

那么，这个getHealth方法该怎么处理？是作为person类的成员函数吗？如果作为person类的成员函数，是private、protected、还是public？(请稍微思考一下)

要知道“健康状况”是一个人的隐私，不可能轻易的公开给任何人知道，所以不能是public。如果是private和protected，那么company类也无法获取啊！(因为Company类在内部即便实例化了Person类,也无法获取健康状况。)

所以，这个时候，就该“友元”正式登场了！

我们把Company类作为Person类的“友元”类。然后company类定义一个public方法：getHealth（）方法，把person类的对象引用传入进去，就可以获得了该对象的“健康状况”。

还避免了其他类随便了解Person类对象的“健康情况”。

你看，“友元”（friendship），不但没有破坏对象的封装，反而能够解决很多实际的问题，正是为了维护对象的封装性，避免随意暴露一个方法，被无关的类使用，“友元”才应运而生。包括“友元函数”、“友元类”都是一个道理。

另外，“友元”特性，还有一个非常常见的应用场景。如果一个类A，在某种情况下要对另一个类B的某哥private成员进行频繁的读取（在实际开发中这很常见），如果通过public方法调用，就存在这个方法被其他无关类使用的风险，这是一种危险的行为。通过把类A声明为类B的“友元”，就可以很方便的解决这个问题。

关于“友元”特性的讨论，今天只是非常简单的抛砖引玉，如果有不同的想法，非常欢迎讨论，在编程的路上，感谢有你。

段誉，2024.01.20.深夜，写于合肥。