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友元函数 友元类

Posted on 2015-02-27 17:29  bw_0927  阅读(196)  评论(0)    收藏  举报

http://www.cnblogs.com/BeyondAnyTime/archive/2012/06/04/2535305.html

 

1.友元函数的简单介绍

1.1为什么要使用友元函数

在实现类之间数据共享时，减少系统开销，提高效率。如果类A中的函数要访问类B中的成员（例如：智能指针类的实现），那么类A中该函数要是类B的友元函数。具体来说：为了

使其他类的成员函数直接访问该类的私有变量。即：允许外面的类或函数去访问类的私有变量和保护变量，从而使两个类共享同一函数。

实际上具体大概有下面两种情况需要使用友元函数：（1）运算符重载的某些场合需要使用友元。（2）两个类要共享数据的时候。

1.2使用友元函数的优缺点

1.2.1优点：能够提高效率，表达简单、清晰。

1.2.2缺点：友元函数破环了封装机制，尽量不使用成员函数，除非不得已的情况下才使用友元函数。

2.友元函数的使用

2.1友元函数的参数：

因为友元函数没有this指针，则参数要有三种情况：

2.1.1 要访问非static成员时，需要对象做参数；

2.1.2 要访问static成员或全局变量时，则不需要对象做参数；

2.1.3 如果做参数的对象是全局对象，则不需要对象做参数；

2.2友元函数的位置

因为友元函数是类外的函数，所以它的声明可以放在类的私有段或公有段且没有区别。

2.3友元函数的调用

可以直接调用友元函数，不需要通过对象或指针

2.4友元函数的分类：

根据这个函数的来源不同，可以分为三种方法：

2.4.1普通函数友元函数

2.4.1.1 目的：使普通函数能够访问类的友元

2.4.1.2 语法：

声明： friend + 普通函数声明

实现位置：可以在类外或类中

实现代码：与普通函数相同

调用：类似普通函数，直接调用

2.4.1.3代码：

class INTEGER

 {

　　friend void Print(const INTEGER& obj);//声明友元函数

 };

void Print(const INTEGER& obj）

{

　　 //函数体

}

void main()

{

　　INTEGER obj;

　　Print(obj);//直接调用

}

2.4.2类Y的所有成员函数都为类X友元函数—友元类

2.4.2.1目的：使用单个声明使Y类的所有函数成为类X的友元，它提供一种类之间合作的一种方式，使类Y的对象可以具有类X和类Y的功能。

2.4.2.2语法：

声明位置：公有私有均可，常写为私有(把类看成一个变量)

声明： friend + 类名（不是对象哦）

2.4.2.3代码：

 

class girl;

class boy

{

public:

　　void disp(girl &);

};

void boy::disp(girl &x) //函数disp()为类boy的成员函数，也是类girl的友元函数

{

　　cout<<"girl's name is:"<<x.name<<",age:"<<x.age<<endl;//借助友元，在boy的成员函数disp中，借助girl的对象，直接访问girl的私有变量

}

class girl

{

private：

　　char *name;

　　int age;

　　friend boy; //声明类boy是类girl的友元

};

 

main函数就不写了和普通调用时一样的。

 

 

 

2.4.3类Y的一个成员函数为类X的友元函数

 

2.4.3.1目的：使类Y的一个成员函数成为类X的友元，具体而言：在类Y的这个成员函数中，借助参数X，可以直接以X的私有变量

 

2.4.3.2语法：

声明位置：声明在公有中 （本身为函数）

声明：friend + 成员函数的声明

调用：先定义Y的对象y---使用y调用自己的成员函数---自己的成员函数中使用了友元机制

2.4.3.3代码：

实现代码和2.4.2.3中的实现及其相似只是设置友元的时候变为friend void boy::disp(girl &);自己解决喽……

 

小结：其实一些操作符的重载实现也是要在类外实现的，那么通常这样的话，声明为类的友元是必须滴。

 

4.友元函数和类的成员函数的区别

4.1 成员函数有this指针，而友元函数没有this指针。

4.2 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。

 

4.注意

 

4.1.友元关系没有继承性

 

假如类B是类A的友元，类C继承于类A，那么友元类B是没办法直接访问类C的私有或保护成员。

 

4.2.友元关系没有传递性

 

加入类B是类A的友元，类C是类B的友元，那么友元类C是没办法直接访问类A的私有或保护成员，也就是不存在“友元的友元”这种关系。

 

 

 ============

http://developer.51cto.com/art/201107/276224.htm

友元可以是一个函数，该函数被称为友元函数；友元也可以是一个类，该类被称为友元类。

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。

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。

友元函数

友元函数的特点是能够访问类中的私有成员的非成员函数。友元函数从语法上看，它与普通函数一样，即在定义上和调用上与普通函数一样。下面举一例子说明友元函数的应用。

#include   

#include  

class Point  

{  

public:  

　　Point(double xx, double yy) { x=xx; y=yy; }  

　　void Getxy();  

　　friend double Distance(Point &a, Point &b);  

private:  

　　double x, y;  

};  

void Point::Getxy()  

{  

　　cout<<"("<<<","<<Y<<")"<<ENDL;< FONT>  

}  

double Distance(Point &a, Point &b)  

{  

　　double dx = a.x - b.x;  

　　double dy = a.y - b.y;  

　　return sqrt(dx*dx+dy*dy);  

}  

void main()  

{  

　　Point p1(3.0, 4.0), p2(6.0, 8.0);  

　　p1.Getxy();  

　　p2.Getxy();  

　　double d = Distance(p1, p2);  

}

说明：在该程序中的Point类中说明了一个友元函数Distance()，它在说明时前边加friend关键字，标识它不是成员函数，而是友元函数。它的定义方法与普通函数定义一样，而不同于成员函数的定义，因为它不需要指出所属的类。但是，它可以引用类中的私有成员，函数体中 a.x，b.x，a.y，b.y都是类的私有成员，它们是通过对象引用的。在调用友元函数时，也是同普通函数的调用一样，不要像成员函数那样调用。

本例中，p1.Getxy()和p2.Getxy()这是成员函数的调用，要用对象来表示。而Distance(p1, p2)是友元函数的调用，它直接调用，不需要对象表示，它的参数是对象。

友元类

友元除了前面讲过的函数以外，友元还可以是类，即一个类可以作另一个类的友元。当一个类作为另一个类的友元时，这就意味着这个类的所有成员函数都是另一个类的友元函数。

使用友元类时注意：

(1) 友元关系不能被继承。

(2) 友元关系是单向的，不具有交换性。若类B是类A的友元，类A不一定是类B的友元，要看在类中是否有相应的声明。

(3) 友元关系不具有传递性。若类B是类A的友元，类C是B的友元，类C不一定是类A的友元，同样要看类中是否有相应的申明

总结起来：

(1)友元关系不可以继承，但对已有的方法来说访问权限不改变。

(2)如果改写基类的方法则访问权限改变

(3)友元关系不具有传递性

若类B是类A的友元，类C是B的友元，类C不一定是类A的友元。

 

 

=====

 

一般情况下，将运算符重载为类的成员函数是较好的选择。但有时，重载为成员函数不能满足使用要求，重载为全局函数又不能访问类的私有成员，因此需要将运算符重载为友元。

例如，对于复数类 Complex 的对象，希望它能够和整型以及实数型数据做四则运算，假设 c 是 Complex 对象，希望c+5和5+c这两个表达式都能解释得通。

将+重载为 Complex 类的成员函数能解释c+5，但是无法解释5+c。要让5+c有意义，则应对+进行再次重载，将其重载为一个全局函数。

为了使该全局函数能访问 Complex 对象的私有成员，就应该将其声明为 Complex 类的友元。具体写法如下：

纯文本复制
  1. class Complex
  2. {
  3. double real, imag;
  4. public:
  5. Complex(double r, double i):real(r), imag(i){};
  6. Complex operator + (double r);
  7. friend Complex operator + (double r, const Complex & c);
  8. };
  9. Complex Complex::operator + (double r)
  10. { //能解释c+5
  11. return Complex(real+r, imag);
  12. }
  13. Complex operator + (double r, const Complex & c)
  14. { //能解释5+c
  15. return Complex (c.real+r, c.imag);
  16. }