友元函數和友元類的需要:
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,特別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。
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。
使用友元類時注意:
(1) 友元關系不能被繼承。
(2) 友元關系是單向的,不具有交換性。若類B是類A的友元,類A不一定是類B的友元,要看在類中是否有相應的聲明。
(3) 友元關系不具有傳遞性。若類B是類A的友元,類C是B的友元,類C不一定是類A的友元,同樣要看類中是否有相應的申明
C中聲明A是其友元類,那么最基本的就是A可以使用C中的private方法或者對象。
可見,A是B的基類,C是D的基類。ABCD中就有如下關系:
1.B新增的方法不能訪問C的私有成員
2.B從A繼承而來的方法可以訪問C的私有成員
3.A只能訪問D中從C中繼承而來的私有成員,D中新增的私有成員不能訪問!
總結起來:
(1)友元關系不可以繼承,但對已有的方法來說訪問權限不改變。
(2)如果改寫基類的方法則訪問權限改變
(3)友元關系不具有傳遞性
若類B是類A的友元,類C是B的友元,類C不一定是類A的友元
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