C++ 友元(friend)

2019-11-17 05:16:28

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問題的提出

　　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，但是假如將數據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，非凡是在對某些成員函數多次調用時，由于參數傳遞，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。

　　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數，但它需要在類體內進行說明，為了與該類的成員函數加以區別，在說明時前面加以要害字friend。友元不是成員函數，但是它可以訪問類中的私有成員。友元的作用在于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，該函數被稱為友元函數；友元也可以是一個類，該類被稱為友元類。

　　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要害字，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，而不同于成員函數的定義，因為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坐標，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。當一個類作為另一個類的友元時，這就意味著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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