C++中的(friend)友元

 我們已知道類具有封裝和信息隱藏的特性。只有類的成員函數才能訪問類的私有成員,程序中的其他函數是無法訪問私有成員的。非成員函數可以訪問類中的公有成員,但是如果將數據成員都定義爲公有的,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數多次調用時,由於參數傳遞,類型檢查和安全性檢查等都需要時間開銷,而影響程序的運行效率。

  爲了解決上述問題,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數,但它需要在類體內進行說明,爲了與該類的成員函數加以區別,在說明時前面加以關鍵字friend。友元不是成員函數,但是它可以訪問類中的私有成員。友元的作用在於提高程序的運行效率,但是,它破壞了類的封裝性和隱藏性,使得非成員函數可以訪問類的私有成員。

  友元可以是一個函數,該函數被稱爲友元函數;友元也可以是一個類,該類被稱爲友元類。

  友元函數

  友元函數的特點是能夠訪問類中的私有成員的非成員函數。友元函數從語法上看,它與普通函數一樣,即在定義上和調用上與普通函數一樣。下面舉一例子說明友元函數的應用。

  #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<<"("<
  }

  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);
  cout<<"Distance is"<
  }

  說明:在該程序中的Point類中說明了一個友元函數Distance(),它在說明時前邊加friend關鍵字,標識它不是成員函數,而是友元函數。它的定義方法與普通函數定義一樣,而不同於成員函數的定義,因爲它不需要指出所屬的類。但是,它可以引用類中的私有成員,函數體中a.x,b.x,a.y,b.y都是類的私有成員,它們是通過對象引用的。在調用友元函數時,也是同普通函數的調用一樣,不要像成員函數那樣調用。本例中,p1.Getxy()和p2.Getxy()這是成員函數的調用,要用對象來表示。而Distance(p1, p2)是友元函數的調用,它直接調用,不需要對象表示,它的參數是對象。(該程序的功能是已知兩點座標,求出兩點的距離。)

  友元類

  友元除了前面講過的函數以外,友元還可以是類,即一個類可以作另一個類的友元。當一個類作爲另一個類的友元時,這就意味着這個類的所有成員函數都是另一個類的友元函數。

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