物件導向運算子過載友元函式

如果今天早上在priggs賬戶上花費了2小時35分鐘，下午又花費了2小時40分鐘，則總共花了多少時間呢？這個示例與加法概念很吻合，但要相加的單位（小時與分鐘的混合）與內建型別不匹配。我們介紹一種解決辦法——運算子過載。

先來看如下time類的宣告：

#ifndef mytime_h_
#define mytime_h_
#include using namespace std; 
class time
friend ostream & operator << (ostream & os, const time & t); 
}; #endif

下面的**是對time中方法的實現：

#include "mytime.h"
time::time()
time::time(int h, int m) 
void time::addmin(int m)
void time::addhr(int h)
void time::reset(int h, int m)
time time::operator + (const time & t) const
time time::operator - (const time & t) const
time time::operator * (double mult) const 
ostream & operator << (ostream & os, const time & t)

我們對以上程式作如下說明：

1. 運算子過載限制

多數c++運算子都可以用如上的方式進行過載。過載的運算子不必是成員函式（有些例外情況），但必須至少有乙個運算元是使用者定義的型別。下面詳細介紹c++對使用者定義的運算子過載的限制。

(1) 過載後的運算子必須至少有乙個運算元是使用者定義的型別，這將防止使用者為標準型別過載運算子。因此，不能將減法運算子(-)過載為計算兩個double值的和，而不是他們的差。雖然這種限制將對創造性有所影響，但可以確保程式正常執行。

(2) 使用運算子時不能違反運算子原來的句法規則。例如，不能將求模運算子(%)過載成使用乙個運算元。同樣，不能修改運算子的優先順序。因此，如果將加號運算子過載成將兩個類相加，則新的運算子與原來的加號具有相同的優先順序。

(3) 不能定義新的運算子。例如，不能定義operator ** ()函式來表示求冪。

(4) 不能過載下面的運算子：

sizeof：sizeof運算子。

.：成員運算子。

.*：成員指標運算子。

::：作用域解析運算子。

?:：條件運算子。

typeid：乙個rtti運算子。

const_cast：強制型別轉換運算子。

dynamic_cast：強制型別轉換運算子。

reinterpret_cast：強制型別轉換運算子。

static_cast：強制型別轉換運算子。

一言以蔽之，帶點的運算子不能過載。

(5) 大多數運算子都可以通過成員或非成員函式進行過載，但下面的運算子只能通過成員函式進行過載：

=：賦值運算子。

()：函式呼叫運算子。

：下標運算子。

->：通過指標訪問類成員的運算子。

2. 友元函式

在上面的程式中，如果我們不定義函式friend time operator * (double m, const time & t)；那麼，我們進行計算a = b * 2.75；將被轉換為a = b.operator(2.75)；但是語句a = 2.75 * b呢？從概念上講，這兩個表示式計算結果是相同的，但2.75*b不對應於成員函式，因為2.75不是time型別的物件。記住，左側的運算元應是呼叫物件，但2.75不是物件。因此，編譯器不能使用成員函式呼叫來替換該表示式。

解決這一問題的一種方法是告知使用者不能寫成2.75*b，這是一種對伺服器友好-客戶警惕的(server-friendly, client-beware)解決方案。另一種解決方法是使用非成員函式（記住，大多數運算子都可以通過成員函式來過載）。

使用非成員函式可以按所需的順序獲得運算元(先是double，然後是time)，但這引發了乙個新問題：非成員函式不能直接訪問類的私有資料，至少常規的非成員函式不能訪問。然而，有一類特殊的非成員函式可以訪問類的私有成員，它們被稱為友元函式。

(1) 建立友元

建立友元函式的第一步是將其原型放在類宣告中，並在原型宣告前加上關鍵字friend：

friend time operator * (double m, const time & t);  // goes in class declaration

該原型意味著下面兩點：

雖然operator*()函式是在類宣告中宣告的，但它不是成員函式，因此不能使用成員運算子來呼叫；

雖然operator*()函式不是成員函式，但它與成員函式的訪問許可權相同。

第二步是編寫函式定義。因為它不是成員函式，所以不要使用time::限定符。另外，不要在定義中使用關鍵字friend。

(2) 友元是否有悖於oop

乍一看，您可能會認為友元違反了oop資料隱藏的原則，因為友元機制允許非成員訪問私有資料。然而，這個觀點太片面了。相反，應將友元函式看作類的擴充套件介面的組成部分。例如，從概念上看，double乘以time和time乘以double是完全相同的。也就是說，前乙個要求有友元函式，後乙個使用成員函式，這是c++句法的結果，而不是概念上的差別。通過使用友元函式和類方法，可以用同乙個使用者介面表達這兩種操作。另外請記住，只有類宣告可以決定哪乙個函式是友元，因此類宣告仍然控制了哪些函式可以訪問私有資料。總之，類方法和友元只是表達類介面的兩種不同機制。

(3) 常用的友元：過載《運算子

要使用time類知道使用cout，必須使用友元函式。這是什麼原因呢？因為下面這樣的語句使用兩個物件，其中第乙個是ostream類物件(cout)：

cout << trip;

如果使用乙個time成員函式來過載<<，time物件將是第乙個運算元，就像使用成員函式過載*運算子那樣。這意味著必須這樣使用<<：

trip << cout;

這樣會令人迷惑。

物件導向運算子過載友元函式

運算子過載，友元函式

友元運算子過載

8 1 2 運算子過載（友元函式）

物件導向 運算子過載 友元函式

運算子過載，友元函式

友元運算子過載

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