面试题：C++中私有成员访问安全性的常规应用

Question

在C++中，已知类A有私有成员变量privateVar，现有类B为A的友元类。请编写代码实现类B对A的privateVar的访问，并阐述这种友元机制在安全性方面的特点与潜在风险。

Answer 1

代码实现

#include <iostream>

class A {
private:
    int privateVar;
public:
    A(int value) : privateVar(value) {}
    // 声明B为友元类
    friend class B;
};

class B {
public:
    void accessPrivateVar(A& a) {
        std::cout << "Accessed privateVar in A: " << a.privateVar << std::endl;
    }
};

安全性特点与潜在风险

• 安全性特点：
  • 提供灵活访问：友元机制允许特定的类（友元类）访问另一个类的私有成员，在某些需要紧密协作的类之间，这种机制提供了一种灵活的访问方式，使得相关类之间可以高效交互而无需通过公开接口进行复杂的操作。
  • 局部破坏封装：它只是对封装性的局部破坏，只有明确声明为友元的类才能访问私有成员，相比于将所有成员都设为公有，在一定程度上仍保留了类的封装性。
• 潜在风险：
  • 破坏封装性：从严格意义上讲，友元机制破坏了类的封装性原则，使得私有成员不再是完全私有的，可能导致对类内部状态的非预期访问和修改，降低了代码的可维护性和可理解性。
  • 增加耦合度：友元关系增加了类之间的耦合度，一个类的实现细节暴露给了友元类，这意味着当类的私有成员发生变化时，不仅自身的代码需要修改，其友元类的代码也可能需要调整，从而增加了维护成本。