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C++中友元的详解及其作用介绍

目录

  • 概述
  • 友元
  • 普通的友元函数
  • 友元成员函数
  • 友元类
  • 总结

概述 类的友元函数 (friend) 是定义在类外部, 但是有权限访问类的所有私有 (private) 成员和保护 (protected) 成员.
C++中友元的详解及其作用介绍
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友元 我们先来复习一下公有成员和私有成员的概念:
  • 公有成员 (public) : 在类外可以访问
  • 私有成员 (private): 只有本类中的函数可以访问
友元 (friend) 可以访问与其有好友关系的类中的私有成员 (有限制的共享).
友元包括友元函数和友元类:
  • 友元函数: 如果在本类以外的其他地方定义的函数, 在类体重用 friend 进行声明. 此函数就称为本类的有元函数, 友元函数可以访问这个类中的私有成员
  • 友元类: 类 A 将另一个类 B 声明为其友元类, 友元类 B 中的所有函数都是 A 类的友元函数, 可以访问 A 类中的所有成员

普通的友元函数 Time 类:
#ifndef PROJECT2_TIME_H#define PROJECT2_TIME_Hclass Time {private:int hour; int minute; int second; public:Time(); Time(int, int, int); friend void display(Time &); // display是Time类的friend函数}; #endif //PROJECT2_TIME_H

Time.cpp:
#include #include "Time.h"using namespace std; Time::Time() : hour(0), minute(0), second(0) {}Time::Time(int h, int m, int s) : hour(h), minute(m), second(s) {}void display(Time &t) { // display不是Time类的成员函数, 但是可以引用Time中的私有成员cout << t.hour << ":" << t.minute << ":" << t.second << endl; }

main:
#include "Time.h"#include using namespace std; int main() {Time t1(8, 8, 8); display(t1); return 0; }


友元成员函数 Time 类:
#ifndef PROJECT2_TIME_H#define PROJECT2_TIME_Hclass Date; // 对Date类进行提前引用声明class Time {private:int hour; int minute; int second; public:Time(); Time(int, int, int); void display(Date &d); }; #endif //PROJECT2_TIME_H

Date 类:
#ifndef PROJECT2_DATE_H#define PROJECT2_DATE_H#include "Time.h"class Date {private:int year, month, day; public:Date(int, int, int); friend void Time::display(Date &d); }; #endif //PROJECT2_DATE_H

Time.cpp:
#include #include "Time.h"#include "Date.h"using namespace std; Time::Time() : hour(0), minute(0), second(0) {}Time::Time(int h, int m, int s) : hour(h), minute(m), second(s) {}void Time::display(Date &d) {cout << d.year << "年" << d.month << "月" << d.day << "日" <
main:
#include "Time.h"#include "Date.h"#include using namespace std; int main() {Time t1(8, 8, 8); Date d1(2021, 5, 6); t1.display(d1); return 0; }

输出结果:
2021年5月6日
8:8:8
我们可以发现 display 不是 Date 类的成员函数, 但是可以引用 Date 中的私有成员.

友元类 Time 类:
#ifndef PROJECT2_TIME_H#define PROJECT2_TIME_Hclass Date; // 对Date类进行提前引用声明class Time {private:int hour; int minute; int second; public:Time(); Time(int, int, int); void display(Date &d); }; #endif //PROJECT2_TIME_H

Date 类:
#ifndef PROJECT2_DATE_H#define PROJECT2_DATE_H#include "Time.h"class Date {private:int year, month, day; public:Date(int, int, int); friend class Time; // 友元类}; #endif //PROJECT2_DATE_H


总结
  • 如果在本类以外的地方定义了一个函数在类体中用 friend 对其进行声明, 此函数就称为本类的友元函数
  • 友元函数可以访问这个类中的私有成员
  • 友元函数可以是不属于任何类的非成员函数, 也可以是其他类的成员函数
  • 一个函数可以被多个类声明为 friend, 这样就可以引用多个类中的私有数据.
友元的性质:
  • 友元的关系是单向的而不是双向的
  • 友元的关系不能传递
友元的优缺点:
  • 优点: 有助于数据共享, 提高程序效率
  • 缺点: 破坏了封装原则, 不利于信息隐藏
我们在使用友元的时候, 应当时刻考虑友元的缺点. 如果能用公共成员函数解决就不必用友元.
C++中友元的详解及其作用介绍
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