C++核心技术要点《友元函数,友元类》

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简介: C++核心技术要点《友元函数,友元类》

1、什么是友元函数?

友元函数就是可以直接访问类的成员(包括私有数据)的非成员函数,也就是说他并不属于这个类,他是一种外部的函数。

一个外部函数只能通过类的授权成为这个类友元函数,这就涉及到一个关键字friend。因为我们的一个外部函数是无法访问一个类的私有数据的,当然可以访问

public修饰的变量,这就不叫私有数据了。

1、友元全局函数

(1)首先说明友元全局函数首先他是一个普通的全局函数,其次他是一个的类的友元函数,也就是意味着我们可以通过友元函数

访问类的私有数据和成员函数,当然首先这个友元函数的参数是一个这个类的引用、类的指针或者就是这个类对象。

(2)声明全局友元函数如下所示:

1 #include <iostream>
 2 using namespace std;
 3 
 4 class Time{
 5     friend void func(Time &t);   // 声明全局函数为一个友元函数
 6 public:
 7     Time(int h, int m, int s) : i_mHour(h), i_mMin(m), i_mSecon(s) { }                  // 构造函数
 8 private:
 9     int i_mHour;
10     int i_mMin;
11     int i_mSecon;
12 };
13 
14 static void func(Time &t)    // 全局函数
15 {
16     cout << t.i_mHour << ":" << t.i_mMin << ":" << t.i_mSecon << endl;
17 }
18 
19 int main(void)
20 {
21     Time t = {10, 20, 30};
22     func(t);
23     return 0;
24 }

全局友元函数

2、友元成员函数

(1)首先说明友元成员函数是一个类的成员函数,其次他是另一个类的友元函数,所以我们也可以在这个函数中访问这个类的私有数据和成员函数

(2)声明友元成员函数如下所示:

 1 #include <iostream>
 2 using namespace std;
 3 
 4 class Time;
 5 
 6 class Print{
 7 public:
 8     void func(Time &t);   // func函数是Time类的友元函数
 9 };
10 
11 class Time{
12     friend void Print::func(Time &t);  // 声明Print类中的func函数是Time类的友元函数
13 public:
14     Time(int x, int y, int z) : i_mHour(x), i_mMin(y), i_mSecon(z) { }
15 private:
16     int i_mHour;
17     int i_mMin;
18     int i_mSecon;
19 };
20 
21 void Print::func(Time &t)
22 {
23     cout << t.i_mHour << ":" << t.i_mMin << ":" << t.i_mSecon << endl;  // 直接操作Time中的私有数据
24 }
25 
26 int main(void)
27 {
28     Time t(10,20,30);
29     Print p;
30     p.func(t);
31     return 0;
32 }

3、友元类

(1)友元类就是在A类中将B类声明为A类的友元类,方法就是:friend 类名

(2)代码如下:

1 #include <iostream>
 2 using namespace std;
 3 
 4 class Print;
 5 
 6 class Time{
 7     friend Print;         // 声明Print类为Time类的友元类
 8 public:
 9     Time(int x, int y, int z) : i_mHour(x), i_mMin(y), i_mSecon(z) { } // 构造函数
10 private:
11     int i_mHour;
12     int i_mMin;
13     int i_mSecon;
14 };
15 
16 class Print{
17 public:
18     Print(int x, int y, int z) : t(x, y, z) {  }  // 构造函数
19     void func(void);             // 可以在这个函数中去操作Time对象t的私有数据 
20 private:
21     Time t;           // 申明一个Time类对象
22 };
23 
24 void Print::func(void)
25 {
26     cout << t.i_mHour << ":" << t.i_mMin << ":" << t.i_mSecon << endl;  // 直接操作Time中的私有数据
27 }
28 
29 int main(void)
30 {
31     Print p(10,20,30);       // 定义一个Print类对象
32     p.func();                
33     return 0;
34 }

3、注意一些问题

(1)在类中声明的友元函数或者是友元类与类限定符没有任何关系,因为友元函数并不属于这个类,所以类的修饰限定符并不能对他起作用

1 class Time{
 2     friend void func1(Time &t);  // 一般申明在类的开头位置处
 3     ......
 4 public:
 5     friend void func2(Time &t);  // 申明在public下
 6     ......
 7 private: 
 8     friend void func3(Time &t);  // 申明在private下
 9     ......
10 protected:
11     friend void func4(Time &t);  // 申明在protected下
12     ......
13 };

(2)成员函数有this指针,而友元函数没有this指针。

(3)友元函数是不能被继承的,就像父亲的朋友未必是儿子的朋友,这个其实很好理解,也很合理。

(4)友元关系的单向性

A是B的友元,B不是A的友元

(5)友元声明的形式及数量不受限制

我们可以声明多个类的友元函数或者友元类,而且函数可以是一个运算符重载函数,也可以是其他的什么函数。

(6)友元只是封装的补充,其实是破坏了类的封装特性,所以我们如果能够不是用的情况尽量不要去使用。

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