C++中的友元函数的总结

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友元函数目的

采用类的机制后实现了数据的隐藏与封装,类的数据成员一般定义为私有成员,成员函数一般定义为公有的,依此提供类与外界间的通信接口。但是,有时需要定义一些函数,这些函数不是类的一部分,但又需要频繁地访问类的数据成员,这时可以将这些函数定义为该函数的友元函数。除了友元函数外,还有友元类,两者统称为友元。友元的作用是提高了程序的运行效率(即减少了类型检查和安全性检查等都需要时间开销),但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。

使用的情况

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。

友元函数的优缺点

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,尽量不使用成员函数,除非不得已的情况下才使用友元函数。

友元函数的使用

友元函数的参数:

①因为友元函数没有this指针,则参数要有三种情况:
②要访问非static成员时,需要对象做参数;
③要访问static成员或全局变量时,则不需要对象做参数;
④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。

友元函数的分类:

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

目的:使普通函数能够访问类的友元
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

代码:

 

②类Y的所有成员函数都为类X友元函数—友元类

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。
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)
代码:

 

main函数和普通调用时一样的。

③类Y的一个成员函数为类X的友元函数

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
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

代码:

 

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。

友元函数和类的成员函数的区别

① 成员函数有this指针,而友元函数没有this指针。
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。

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