C 友元函式和友元類詳解

2021-07-15 02:43:25 字數 2502 閱讀 1977

我們已知道類具備封裝和資訊隱 藏的特性。只有類的成員函式才能訪問類的私有成員,程式中的其他函式是無法訪問私有成員的。非成員函式能夠訪問類中的公有成員,但是假如將資料成員都定義 為公有的,這又破壞了隱藏的特性。另外,應該看到在某些情況下,特別是在對某些成員函式多次呼叫時,由於引數傳遞,型別檢查和安全性檢查等都需要時間開 銷,而影響程式的執行效率。

為了解決上述問題,提出一種使用友元的方案。友元是一種定義在類外部的普通函式,但他需要在類體內進行說 明,為了和該類的成員函式加以區別,在說明時前面加以關鍵字friend。友元不是成員函式,但是他能夠訪問類中的私有成員。友元的作用在於提高程式的運 行效率,但是,他破壞了類的封裝性和隱藏性,使得非成員函式能夠訪問類的私有成員。

友元能夠是個函式,該函式被稱為友元函式;友元也能夠是個類,該類被稱為友元類。

友元函式的特點是能夠訪問類中的私有成員的非成員函式。友元函式從語法上看,他和普通函式相同,即在定義上和呼叫上和普通函式相同。下面舉一例子說明友元函式的應用。

#include 

#include

class point

void getxy();

friend double distance(point &a, point &b);

private:

double x, y;

};void point::getxy()

double distance(point &a, point &b)

void main()

說明:在該程式中的point類中說明了乙個友元函式distance(),他在說明時前邊加friend關鍵字,標識他不是成員函式,而是友元函式。 他的定義方法和普通函式定義相同,而不同於成員函式的定義,因為他無需指出所屬的類。但是,他能夠引用類中的私有成員,函式體中 a.x,b.x,a.y,b.y都是類的私有成員,他們是通過物件引用的。在調用友元函式時,也是同普通函式的呼叫相同,不要像成員函式那樣呼叫。本例 中,p1.getxy()和p2.getxy()這是成員函式的呼叫,要用物件來表示。而distance(p1, p2)是友元函式的呼叫,他直接調 用,無需物件表示,他的引數是物件。(該程式的功能是已知兩點座標,求出兩點的距離。)

友元除了前面講過的函式以外,友元還能夠是類,即乙個類能夠作另乙個類的友元。當乙個類作為另乙個類的友元時,這就意味著這個類的任何成員函式都是另乙個類的友元函式。

採用類的機制後實現了資料的隱藏與封裝,類的資料成員一般定義為私有成員,成員函式一般定義為公有的,依此提供類與外界間的通訊介面。但是,有時需要定義一 些函式,這些函式不是類的一部分,但又需要頻繁地訪問類的資料成員,這時可以將這些函式定義為該函式的友元函式。除了友元函式外,還有友元類,兩者統稱為 友元。友元的作用是提高了程式的執行效率(即減少了型別檢查和安全性檢查等都需要時間開銷),但它破壞了類的封裝性和隱藏性,使得非成員函式可以訪問類的 私有成員。

友元函式

:友元函式是可以直接訪問類的私有成員的非成員函式。它是定義在類外的普通函式,它不屬於任何類,但需要在類的定義中加以宣告,宣告時只需在友元的名稱前加上關鍵字friend,其格式如下:

friend  型別 函式名(形式引數);

友元函式的宣告可以放在類的私有部分,也可以放在公有部分,它們是沒有區別的,都說明是該類的乙個友元函式。

乙個函式可以是多個類的友元函式,只需要在各個類中分別宣告。

友元函式的呼叫與一般函式的呼叫方式和原理一致。

友元類:

友元類的所有成員函式都是另乙個類的友元函式,都可以訪問另乙個類中的隱藏資訊(包括私有成員和保護成員)。       

當希望乙個類可以訪問另乙個類的私有成員時,可以將該類宣告為另一類的友元類。定義友元類的語句格式如下:

friend class 類名;

其中:friend和class是關鍵字,類名必須是程式中的乙個已定義過的類。

例如,以下語句說明類b是類a的友元類:

class a

;經過以上說明後,類b的所有成員函式都是類a的友元函式,能訪問類a的私有成員和保護成員。

使用友元類時注意:

(1) 

友元關係不能被繼承。

(2) 友元關係是單向的,不具有交換性。若類b是類a的友元,類a不一定是類b的友元,要看在類中是否有相應的宣告。

(3) 友元關係不具有傳遞性。若類b是類a的友元,類c是b的友元,類c不一定是類a的友元,同樣要看類中是否有相應的申明

1.友元可以訪問類的私有成員。

2.只能出現在類定義內部,友元宣告可以在類中的任何地方,一般放在類定義的開始或結尾。

3.友元可以是普通的非成員函式,或前面定義的其他類的成員函式,或整個類。

4.類必須將過載函式集中每乙個希望設為友元的函式都宣告為友元。

5.友元關係不能繼承,基類的友元對派生類的成員沒有特殊的訪問許可權。如果基類被授予友元關係,則只有基類具有特殊的訪問許可權。該基類的派生類不能訪問授予友元關係的類。

C 友元類和友元函式詳解

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