C++学习12 友元函数和友元类

友元函数和友元类在实际开发中较少使用,想快速学习C++的读者可以跳过本节。

一个类中可以有 public、protected、private 三种属性的成员,通过对象可以访问 public 成员,只有本类中的函数可以访问本类的 private 成员。现在,我们来补充介绍一个例外——友元(friend)。

在C++中,这种关系以关键宇 friend 声明,中文多译为友元。友元可以访问与其有好友关系的类中的私有成员,友元包括友元函数和友元类。如果您对友元这个名词不习惯,可以按原文 friend 理解为朋友即可。

友元函数

在当前类以外定义的、不属于当前类的函数也可以在类中声明,但要在前面加 friend 关键字,这样就构成了友元函数。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。

友元函数可以访问当前类中的所有成员,包括 private 属性的。

1) 将普通函数声明为友元函数。

#include<iostream>
using namespace std;
class Student{
private:
    char *name;
    int age;
    float score;
public:
    Student(char*, int, float);
    friend void display(Student &);  //将display声明为友元函数
};
Student::Student(char *name, int age, float score){
    this->name = name;
    this->age= age;
    this->score = score;
}
//普通成员函数
void display(Student &stu){
    cout<<stu.name<<"的年龄是 "<<stu.age<<",成绩是 "<<stu.score<<endl;
}
int main(){
    Student stu("小明", 16, 95.5f);
    display(stu);
    return 0;
}

请注意 display 是一个在类外定义的且没有使用 Student 作限定的函数,它是非成员函数,不属于任何类,它的作用是输出学生的信息。如果在 Student 类中未声明 display 函数为 friend 函数,它是不能引用 Student 中的私有成员 name、age、score 的。

现在由于声明了 display 是 Student 类的 friend 函数,所以 display 可以使用 Student 中的私有成员 name、age、score。但注意在使用这些成员变量时必须加上对象名,不能写成:

cout<<name<<"的年龄是 "<<age<<",成绩是 "<<score<<endl;

因为 display 不是 Student 类的成员函数,默认不能使用 Student 类的成员,必须指定要访问的对象。

2) 将其他类的成员函数声明为友元函数
friend 函数不仅可以是普通函数(非成员函数),还可以是另一个类中的成员函数。请看下面的例子:

#include<iostream>
using namespace std;
class Address;  //对Address类的提前引用声明
//声明Student类
class Student{
private:
    char *name;
    int age;
    float score;
public:
    Student(char*, int, float);
    void display(Address &);
};
//声明Address类
class Address{
private:
    char *province;
    char *city;
    char *district;
public:
    Address(char*, char*, char*);
    //将Student类中的成员函数display声明为友元函数
    friend void Student::display(Address &);
};
Address::Address(char *province, char *city, char *district){
    this->province = province;
    this->city = city;
    this->district = district;
}
//声明Student类成构造函数和成员函数
Student::Student(char *name, int age, float score){
    this->name = name;
    this->age= age;
    this->score = score;
}
void Student::display(Address &add){
    cout<<name<<"的年龄是 "<<age<<",成绩是 "<<score<<endl;
    cout<<"家庭住址:"<<add.province<<"省"<<add.city<<"市"<<add.district<<"区"<<endl;
}
int main(){
    Student stu("小明", 16, 95.5f);
    Address add("陕西", "西安", "雁塔");
    stu.display(add);
    return 0;
}

在本例中定义了两个类 Student 和 Address。程序第 26 行将 Student 类中的成员函数 display 声明为友元函数,由此,display 就可以访问 Address 类的私有成员变量了。

两点注意:
① 程序第4行对Address类进行了提前声明,是因为在Address类定义之前、在Student类中使用到了它,如果不提前声明,编译会报错,提示"Address" has not been declared。类的提前声明和函数的提前声明是一个道理。

② 程序中将 Student 类的声明和定义分开了,而将 Address 放在了中间,是因为 Student::display() 函数体中用到了 Address 类的成员,必须出现在 Address 类的类体之后(类体说明了有哪些成员)

这里简单介绍一下类的提前声明。一般情况下,类必须在正式声明之后才能使用;但是某些情况下(如上例所示),只要做好提前声明,也可以先使用。

但是应当注意,类的提前声明的使用范围是有限的。只有在正式声明一个类以后才能用它去创建对象。如果在上面程序第4行后面增加一行:

在对一个类作了提前引用声明后,可以用该类的名字去定义指向该类型对象的指针变量或对象的引用变量(如在本例中,定义了Address类对象的引用变量)。这是因为指针变量和引用变量本身的大小是固定的,与它所指向的类对象的大小无关。

请注意程序是在定义 Student::display() 函数之前正式声明 Address 类的。这是因为在 Student::display() 函数体中要用到 Address 类的成员变量 province、city、district,如果不正式声明 Address 类,编译器就无法识别这些成员变量。

③ 一个函数可以被多个类声明为“朋友”,这样就可以引用多个类中的私有成员。

友元类

不仅可以将一个函数声明为一个类的“朋友”,而且可以将整个类(例如B类)声明为另一个类(例如A类)的“朋友”。这时B类就是A类的友元类。

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。在A类的类体中用以下语句声明B类为其友元类:

friend B;

声明友元类的一般形式为:

friend 类名;

关于友元,有两点需要说明:

  • 友元的关系是单向的而不是双向的。如果声明了 B类是A类的友元类,不等于A类是B类的友元类,A类中的成员函数不能访问B类中的私有数据。
  • 友元的关系不能传递,如果B类是A类的友元类,C类是B类的友元类,不等于 C类是A类的友元类。

在实际开发中,除非确有必要,一般并不把整个类声明为友元类,而只将确实有需要的成员函数声明为友元函数,这样更安全一些。

时间: 2024-10-27 00:57:34

C++学习12 友元函数和友元类的相关文章

C++:友元(非成员友元函数、成员友元函数、友元类)

3.8  友元:友元函数和友元类 友元函数 :既可以是不属于任何类的非成员函数,也可以是另一个类的成员函数,统称为友元函数.友元函数不是当前类的成员函数,而是独立于类的外部函数,但它可以访问该类所有的成员,包括私有成员.保护成员和公有成员.在类中声明友元函数时,需在其函数名前加上关键字friend,此声明可以放在公有部分.也可以放在保护和私有部分.友元函数可以定义在类部,也可以定义在类的外部. 3.8.1 将非成员函数声明为友元函数 //1.将非成员函数声明为友元函数 // 例3.33 友元函数

友元(友元函数、友元类和友元成员函数) C++

有些情况下,允许特定的非成员函数访问一个类的私有成员,同时仍阻止一般的访问,这是很方便做到的.例如被重载的操作符,如输入或输出操作符,经常需要访问类的私有数据成员. 友元(frend)机制允许一个类将对其非公有成员的访问权授予指定的函数或者类,友元的声明以friend开始,它只能出现在类定义的内部,友元声明可以出现在类中的任何地方:友元不是授予友元关系的那个类的成员,所以它们不受其声明出现部分的访问控制影响.通常,将友元声明成组地放在类定义的开始或结尾是个好主意. 1.友元函数 友元函数是指某些

友元——友元可以访问与其有好友关系的类中的私有成员。 友元包括友元函数和友元类。

简介:友元可以访问与其有好友关系的类中的私有成员.    友元包括友元函数和友元类. [1]将普通函数声明为友元函数 #include<iostream> using namespace std; class Time { public: Time(int,int,int); friend void display(Time &);//定义友元函数 private: int hour; int minute; int sec; }; Time::Time(int h,int m,int

论友元函数和友元类

今天闲来无事,温习了一下C++的友元函数和友元类.这里记录一下心得,加深一下自己的印象. 首先我们得了解一下什么叫友元函数,所谓友元函数首先它得是一个函数(废话).其次,这个函数必须被某个类显式的声明为自己的友元函数. 举一个例子:1 class A 2  { 3   friend void setX(A &,int);//申明setX为友元函数 4 5    public: 6      A():x(0){}//初始化x为0 7    private: 8      int x; 9   };

String类型_static成员_动态内存分配_拷贝构造函数_const关键字_友元函数与友元类

1:String类型 1 #include <iostream> 2 using namespace std; 3 int main() 4 { 5 //初始化方法 6 string s1 = "hello";//默认构造方法 7 string s2(s1);//将s2初始化为s1的一个副本 8 string s3("value");//将s3初始化为字符串的副本 9 string s4(10,'x');//将字符串初始化为字符x的10个副本 10 co

【C++基础 05】友元函数和友元类

友元是一种定义在类外部的普通函数或类,但它需要在类体内进行说明,为了与该类的成员函数加以区别,在说明时前面加以关键字friend. 友元不是成员函数,但是它可以访问类中的私有成员. 友元的作用在于提高程序的运行效率,但是,它破坏了类的封装性和隐藏性,使得非成员函数可以访问类的私有成员. 有两种形式的友元: (1)友元函数:普通函数对一个访问某个类中的私有或保护成员. (2)友元类:类A中的成员函数访问类B中的私有或保护成员. 友元函数: 在类声明的任何区域中声明,而定义则在类的外部. frien

c++友元函数与友元类

1. 友元函数和友元类的需要: 类具有封装和信息隐藏的特性. 只有类的成员函数才能访问类的私有成员,程序中的其他函数是无法访问私有成员的. 非成员函数可以访问类中的公有成员,但是如果将数据成员都定义为公有的,这又破坏了隐藏的特性. 另外,应该看到在某些情况下,特别是在对某些成员函数多次调用时,由于参数传递,类型检查和安全性检查等都需要时间开销,而影响程序的运行效率. 2. 为了解决上述问题,提出一种使用友元的方案. 友元是一种定义在类外部的普通函数,但它需要在类体内进行说明,为了与该类的成员函数

[C/C++] 友元函数和友元类

A---友元函数: class Data{ public: ... friend int f(int &m);//友元函数 ... } 友元函数是可以直接访问类的私有成员的非成员函数.它是定义在类外的普通函数,它不属于任何类,但需要在类的定义中加以声明,声明时只需在友元的名称前加上关键字friend,其格式如下: friend 类型 函数名(形式参数); 1.友元函数的声明可以放在类的私有部分,也可以放在公有部分,它们是没有区别的,都说明是该类的一个友元函数. 2.一个函数可以是多个类的友元函数

C++ friend友元函数和友元类(转)

一个类中可以有 public.protected.private 三种属性的成员,通过对象可以访问 public 成员,只有本类中的函数可以访问本类的 private 成员.现在,我们来介绍一种例外情况--友元(friend).借助友元(friend),可以使得其他类中的成员函数以及全局范围内的函数访问当前类的 private 成员.fnend 的意思是朋友,或者说是好友,与好友的关系显然要比一般人亲密一些.我们会对好朋友敞开心扉,倾诉自己的秘密,而对一般人会谨言慎行,潜意识里就自我保护.在C+