朋友功能在这里被继承了吗？

Question

Derived 类中的方法fun() 是私有的。当我们通过运行时多态调用函数ptr->fun() 时，它正在执行。 但这违反了 Derived 类的封装属性。

#include<iostream>
using namespace std;

class Derived;

class Base {
private:
    virtual void fun() { cout << "Base Fun"; }
friend int main();
};

class Derived: public Base {
private:
    void fun() { cout << "Derived Fun"; }
};

int main()
{
Base *ptr = new Derived;
ptr->fun();
return 0;
}

谁能解释一下发生了什么？

Answer 1

首先，你的Derived::fun()也是virtual，因为如果派生类中的函数与基类中的虚函数有相同的声明，派生类中的函数会自动得到virtual，甚至如果没有明确指定。

其次，通过基类中的公共中间函数访问私有虚函数是完全可以的，例如，参见this answer 及其链接，尤其是Virtuality by Herb Sutter。示例代码可能是这样的

#include<iostream>
using namespace std;

class Derived;

class Base {
private:
    virtual void fun() { cout << "Base Fun"; }
public:
    void funInt() { fun(); }
};

class Derived: public Base {
private:
    virtual void fun() { cout << "Derived Fun"; }
};

int main()
{
Base *ptr = new Derived;
ptr->funInt();
return 0;
}

所以，我认为在你的情况下发生的情况类似：main 被允许访问ptr->fun()，但由于虚拟性，这个fun() 恰好是Derived::fun()。

UPD：扩展评论

但这听起来是不是有点吓人.. 我的意思是，所有的功能 从基类派生的，将有它们的私有成员 基类的友元函数可以访问

不，不是Derived的所有功能都可以被Base的朋友访问，只有那些可以通过Base指针访问的功能。例如：

class Base { 
    virtual void fun();
    friend int main(); 
}
class Derived: public Base {
    virtual void fun();
    virtual void foo();
    void bar();
}

只有 Derived::fun() 可以从 main 访问：

int main() {
    Derived *ptr = new Derived;
    Base* baseptr = ptr;
    baseptr->fun(); // ok, calls Derived::fun()
    baseptr->foo(); // error, no such function in Base
    ptr->foo(); // error, foo is private
    return 0;
}

注意virtual 函数是有意可扩展的，Derived 中virtual 函数的任何覆盖意味着该函数可以通过Base 指针调用；这是virtual 函数的主要目的。如果Derived 使其覆盖函数private，它仍然应该意识到可以通过Base 指针访问该函数，因为这是virtual 函数背后的主要思想。

Answer 2

Friend 函数从不参与继承。

这里发生了什么？
当在Base 类中定义虚方法时，会创建一个虚表，其中包含Base 类的fun 方法的地址。由于Derived 类继承了它，VTABLE 还包含Derived 类fun 方法的地址。现在，由于main 是Base 类的友元函数，编译器允许其成员访问main 方法，而不管它们的访问说明符如何。因此，main 获得了Derived::fun 的地址，而Derived 类fun 在运行时被调用。

Answer 3

发生这种情况是因为您已将 fun 声明为虚拟。 在运行时搜索 vtable 时，它​​会找到 Derived::fun() 的条目并因此跳转到该地址。

但是友元函数没有被继承，你可以用这个来检查。

class Base {
private:
    virtual void fun() { cout << "Base Fun"; }
    friend int main();
    int z = 20;
};

class Derived : public Base {
private:
    void fun() { cout << "Derived Fun"; }
    int m = 10;
};

int main()
{
    Base *ptr = new Derived;
    ptr->z = 10; //Accepted
    ptr->m = 5; //error
    return 0;
}

这里Derived m 的私有成员是main 无法访问的。