C++ 中友元函数与友元类详解

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

C++ 中友元函数与友元类详解

总的来说，友元分为两类：友元函数与友元类。友元是针对类而言，它提供了一种非类的成员函数来访问类的非公有成员的一种机制。可以把一个函数指定为某类的友元，这个函数称为这个类的友元函数。也可以将类A指定为类B的友元，则类A是类B的友元类，类A的所有成员函数均是类B的友元函数，均可以访问类B的非公有成员。

        友元函数的注意事项：

        (1)友元函数不是类的成员函数，在函数体中访问对象的成员，必须用“对象名.对象成员"方式来访问， 友元函数可以访问类中的所有成员（公有，私有，保护），而一般的函数只能访问类的公有成员。

        (2)友元函数不受类中的访问权限关键字的限制，可以将它放在类的公有，私有，保护部分，结果均一样。

        (3)某类的友元函数的作用域并非该类作用域，如果该友元函数是另一类的成员函数，则其作用域为另一类的作用域，否则与一般函数相同。

        (4)友元函数破坏了面向对象设计的封装特性。所以应该尽量少用。

        友元类

        如果某类B的成员函数会频繁地访问类A的数据成员，而类A的数据成员的private/protected限制造成了类B存取的麻烦，B只能通过A的Public的成员函数进行间接存取。这种情况下可以将类B作为类A的友元类，即类A向类B提供私有和保护成员的访问权限，让类B可以直接存取。

        友元类中的所有成员函数均可以看作是另一类的友元函数。

        友元类的声明： friend chass 类名;

        下面是友元函数的例子

        友元函数可以在类中声明，声明时在函数前增加friend关键字，然后在类体外定义，也可以直接在类中声明定义。这两种方式均可。下面例子中采取的是类中声明，类体外定义的方式。

class Point 
{ 
  friend double Distance(const Point &p1, const Point &p2); //类体中声明 
public: 
  Point(int x, int y):x_(x), y_(y) 
  {}; 
private: 
  int x_; 
  int y_; 
}; 
//类体外定义友元函数 
double Distance(const Point &p1, const Point &p2) 
{ 
  double dx = p1.x_ - p2.x_; //直接访问类的私有成员 
  double dy = p1.y_ - p2.y_; 
  return sqrt(dx*dx+dy*dy); 
} 
int main() 
{ 
  Point p1(3,4); 
  Point P2(6,8); 
  cout << Distance(p1,p2) << endl; 
  return 0; 
}

        下面是友元类的例子：      

class Television //电视类 
{ 
  friend class TeleController;//友元类声明 
public: 
  Television(int volume, int chanel): volume_(volume), chanel_(chanel){} 
private: 
  int volume_; //音量 
  int chanel_; //频道 
}; 
class TeleController //遥控器类 
{ 
public: //类中的每个成员函数都是电视类的友元函数，都可以访问电视类的私有数据成员 
  void VolumeUp(Television &tv) 
  { 
    tv.volume_ += 1; //音量加1 
  } 
  void VolumeDown(Television &tv) 
  { 
    tv.volume_ -= 1; 
  } 
  void ChanelUp(Television &tv) 
  { 
    tv.chanel_ += 1; //频道加1 
  } 
  void ChanelDown(Television &tv) 
  { 
    tv.chanel_ -= 1; //频道减1 
  } 
}; 
int main() 
{ 
  Television tv(1,1); 
  TeleController tc; 
  tc.ChanelUp(tv); 
  return 0; 
}

        友元类需要注意以下几点：

        (1)友元关系是单向的； 

        (2) 友元关系不能被传递： A是B的友元，B是C的友元，则A是C的友元，这种传递不成立

        (3) 友元关系不能继承:   A是B的友元，A的派生类C也是B的友元，这是不成立的。

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