C++中友元函数与友元类详解

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C++中友元函数与友元类详解

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来源

http://www.cdweb.net/article/pgigsh.html

在C++中，友元机制提供了一种特殊的访问控制方式，允许非成员函数或类访问另一个类的私有和保护成员。这种机制虽然打破了封装性，但在某些特定场景下非常有用，比如需要频繁访问私有成员的场合。本文将详细介绍友元函数与友元类的概念、使用方法及注意事项。

友元机制概述

总的来说，友元分为两类：友元函数与友元类。友元是针对类而言，它提供了一种非类的成员函数来访问类的非公有成员的一种机制。可以把一个函数指定为某类的友元，这个函数称为这个类的友元函数。也可以将类A指定为类B的友元，则类A是类B的友元类，类A的所有成员函数均是类B的友元函数，均可以访问类B的非公有成员。

友元函数

注意事项

友元函数不是类的成员函数，在函数体中访问对象的成员，必须用“对象名.对象成员"方式来访问，友元函数可以访问类中的所有成员（公有，私有，保护），而一般的函数只能访问类的公有成员。
友元函数不受类中的访问权限关键字的限制，可以将它放在类的公有，私有，保护部分，结果均一样。
某类的友元函数的作用域并非该类作用域，如果该友元函数是另一类的成员函数，则其作用域为另一类的作用域，否则与一般函数相同。
友元函数破坏了面向对象设计的封装特性。所以应该尽量少用。

示例代码

友元函数可以在类中声明，声明时在函数前增加friend关键字，然后在类体外定义，也可以直接在类中声明定义。这两种方式均可。下面例子中采取的是类中声明，类体外定义的方式。

class Point 
{ 
 friend double Distance(const Point &p1, const Point &p2); //类体中声明 
public: 
 Point(int x, int y):x_(x), y_(y) 
 {}; 
private: 
 int x_; 
 int y_; 
}; 
//类体外定义友元函数 
double Distance(const Point &p1, const Point &p2) 
{ 
 double dx = p1.x_ - p2.x_; //直接访问类的私有成员 
 double dy = p1.y_ - p2.y_; 
 return sqrt(dx*dx+dy*dy); 
} 
int main() 
{ 
 Point p1(3,4); 
 Point P2(6,8); 
 cout << Distance(p1,p2) << endl; 
 return 0; 
}

友元类

如果某类B的成员函数会频繁地访问类A的数据成员，而类A的数据成员的private/protected限制造成了类B存取的麻烦，B只能通过A的Public的成员函数进行间接存取。这种情况下可以将类B作为类A的友元类，即类A向类B提供私有和保护成员的访问权限，让类B可以直接存取。

友元类中的所有成员函数均可以看作是另一类的友元函数。

友元类的声明： friend chass 类名;

示例代码

下面是友元类的例子：

class Television //电视类 
{ 
 friend class TeleController;//友元类声明 
public: 
 Television(int volume, int chanel): volume_(volume), chanel_(chanel){} 
private: 
 int volume_; //音量 
 int chanel_; //频道 
}; 
class TeleController //遥控器类 
{ 
public: //类中的每个成员函数都是电视类的友元函数，都可以访问电视类的私有数据成员 
 void VolumeUp(Television &tv) 
 { 
 tv.volume_ += 1; //音量加1 
 } 
 void VolumeDown(Television &tv) 
 { 
 tv.volume_ -= 1; 
 } 
 void ChanelUp(Television &tv) 
 { 
 tv.chanel_ += 1; //频道加1 
 } 
 void ChanelDown(Television &tv) 
 { 
 tv.chanel_ -= 1; //频道减1 
 } 
}; 
int main() 
{ 
 Television tv(1,1); 
 TeleController tc; 
 tc.ChanelUp(tv); 
 return 0; 
}