C++ 友元函数
2015-09-02 12:34
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1、为什么要引入友元函数:在实现类之间数据共享时,减少系统开销,提高效率
c++利用friend修饰符,可以让一些你设定的函数能够对这些保护数据进行操作,避免把类成员全部设置成public,最大限度的保护数据成员的安全。
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(友元函数不是类的成员函数,是普通函数)
优点:能够提高效率,表达简单、清晰
缺点:友元函数破环了封装机制,尽量使用成员函数,除非不得已的情况下才使用友元函数。
2、什么时候使用友元函数:
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
3、怎么使用友元函数:
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:
1、 要访问非static成员时,需要对象做参数;--常用(友元函数常含有参数)
2、 要访问static成员或全局变量时,则不需要对象做参数
3、 如果做参数的对象是全局对象,则不需要对象做参数
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。
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
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);
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。
一个函数可以是多个类的友元函数,只需要在各个类中分别声明。
友元函数的调用与一般函数的调用方式和原理一致。
友元类 :
友元类的所有成员函数都是另一个类的友元函数,都可以访问另一个类中的隐藏信息(包括私有成员和保护成员)。
当希望一个类可以存取另一个类的私有成员时,可以将该类声明为另一类的友元类。定义友元类的语句格式如下:
friend class 类名;
其中:friend和class是关键字,类名必须是程序中的一个已定义过的类。
根据这个函数的来源不同,可以分为三种方法:
1、普通函数友元函数:
a) 目的:使普通函数能够访问类的友元
b) 语法:声明位置:公有私有均可,常写为公有
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(不加不用friend和类::)
调用:类似普通函数,直接调用
c) 代码:
2、类Y的所有成员函数都为类X友元函数—友元类
a)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
具体来说:
前提:A是B的友元(=》A中成员函数可以访问B中有所有成员,包括私有成员和公有成员--老忘)
则:在A中,借助类B,可以直接使用~B . 私有变量~的形式访问私有变量
b)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---不是对象啊
调用:
c)代码:
3、类Y的一个成员函数为类X的友元函数
a)目的:使类Y的一个成员函数成为类X的友元
具体而言:而在类Y的这个成员函数中,借助参数X,可以直接以X。私有变量的形式访问私有变量
b)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
c)代码:
4、在模板类中使用友元operator<<(对<<运算符的重载)
a)使用方法:
在模板类中声明:
在模板类中定义:
b)注意:
把函数声明非模板函数:
把函数声明为模板函数:
或:
说明:
在函数声明中加入operator<< <>:是将operator<<函数定义为函数模板,将函数模板申明为类模板的友员时,是一对一绑定的
实际的声明函数:这里模板参数可以省略,但是尖括号不可以省略
5、友元函数和类的成员函数的区别:成员函数有this指针,而友元函数没有this指针。
[b]使用友元类时注意:[/b]
(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
c++利用friend修饰符,可以让一些你设定的函数能够对这些保护数据进行操作,避免把类成员全部设置成public,最大限度的保护数据成员的安全。
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(友元函数不是类的成员函数,是普通函数)
优点:能够提高效率,表达简单、清晰
缺点:友元函数破环了封装机制,尽量使用成员函数,除非不得已的情况下才使用友元函数。
2、什么时候使用友元函数:
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
3、怎么使用友元函数:
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:
1、 要访问非static成员时,需要对象做参数;--常用(友元函数常含有参数)
2、 要访问static成员或全局变量时,则不需要对象做参数
3、 如果做参数的对象是全局对象,则不需要对象做参数
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。
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
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);
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。
一个函数可以是多个类的友元函数,只需要在各个类中分别声明。
友元函数的调用与一般函数的调用方式和原理一致。
友元类 :
友元类的所有成员函数都是另一个类的友元函数,都可以访问另一个类中的隐藏信息(包括私有成员和保护成员)。
当希望一个类可以存取另一个类的私有成员时,可以将该类声明为另一类的友元类。定义友元类的语句格式如下:
friend class 类名;
其中:friend和class是关键字,类名必须是程序中的一个已定义过的类。
根据这个函数的来源不同,可以分为三种方法:
1、普通函数友元函数:
a) 目的:使普通函数能够访问类的友元
b) 语法:声明位置:公有私有均可,常写为公有
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(不加不用friend和类::)
调用:类似普通函数,直接调用
c) 代码:
class INTEGER { private: int num; public: friend void Print(const INTEGER& obj);//声明友元函数 }; void Print(const INTEGER& obj) //不使用friend和类:: { //函数体 } void main() { INTEGER obj; Print(obj);//直接调用 }
2、类Y的所有成员函数都为类X友元函数—友元类
a)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
具体来说:
前提:A是B的友元(=》A中成员函数可以访问B中有所有成员,包括私有成员和公有成员--老忘)
则:在A中,借助类B,可以直接使用~B . 私有变量~的形式访问私有变量
b)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---不是对象啊
调用:
c)代码:
#include <iostream> using namespace std; class girl { private: char *name; int age; friend class boy; //声明类boy是类girl的友元 public: girl(char *n,int age):name(n),age(age){}; }; class boy { private: char *name; int age; public: boy(char *n,int age):name(n),age(age){}; void disp(girl &); }; void boy::disp(girl &x) // 该函数必须在girl类定义的后面定义,否则girl类中的私有变量还是未知的 { cout<<"boy's name is:"<<name<<",age:"<<age<<endl; 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 //正常情况下,只允许在girl的成员函数中访问girl的私有变量 } void main() { boy b("aaa",8); girl g("bbb",99); b.disp(g); }
3、类Y的一个成员函数为类X的友元函数
a)目的:使类Y的一个成员函数成为类X的友元
具体而言:而在类Y的这个成员函数中,借助参数X,可以直接以X。私有变量的形式访问私有变量
b)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
c)代码:
class girl; class boy { private: char *name; int age; public: boy(); void disp(girl &); }; class girl { private: char *name; int age; public: girl(char *N,int A); friend void boy::disp(girl &); //声明类boy的成员函数disp()为类girl的友元函数 }; void boy::disp(girl &x) { cout<<"boy's name is:"<<name<<",age:"<<age<<endl; //访问自己(boy)的对象成员,直接访问自己的私有变量 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 //正常情况下,只允许在girl的成员函数中访问girl的私有变量 } void main() { boy b(); girl g(); b.disp(g); }
4、在模板类中使用友元operator<<(对<<运算符的重载)
a)使用方法:
在模板类中声明:
friend ostream& operator<< <>(ostream& cout,const MGraph<VexType,ArcType>& G);
在模板类中定义:
template<class VexType,class ArcType> ostream& operator<<(ostream& cout,const MGraph<VexType,ArcType>& G) { //函数定义 }
b)注意:
把函数声明非模板函数:
friend ostream& operator<< (ostream& cout,const MGraph& G);
把函数声明为模板函数:
friend ostream& operator<< <>(ostream& cout,const MGraph<VexType,ArcType>& G);
或:
friend ostream& operator<< <VexType,ArcType>(ostream& cout,const MGraph<VexType,ArcType>& G);
说明:
在函数声明中加入operator<< <>:是将operator<<函数定义为函数模板,将函数模板申明为类模板的友员时,是一对一绑定的
实际的声明函数:这里模板参数可以省略,但是尖括号不可以省略
friend ostream& operator<< <VexType,ArcType>(ostream& cout,const MGraph<VexType,ArcType>& G);
5、友元函数和类的成员函数的区别:成员函数有this指针,而友元函数没有this指针。
[b]使用友元类时注意:[/b]
(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
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