C++中的友元函数的总结

深碍√TFBOYSˉ_ 2024-02-19 13:33 45阅读 0赞

（1）友元函数：

1)C++中引入友元函数，是为在该类中提供一个对外（除了他自己意外）访问的窗口;  
2)这个友元函数他不属于该类的成员函数，他是定义在类外的普通函数，只是在类中声明该函数可以直接访问类中的private或者protected成员。  
1  
2  
使用友元函数声明的一般形式：

friend <返回类型> <函数名> (<参数列表>);  
1  
使用友元函数注意的要点：

类中通过使用关键字friend 来修饰友元函数，但该函数并不是类的成员函数，其声明可以放在类的私有部分，也可放在共有部分。友元函数的定义在类体外实现，不需要加类限定。  
一个类中的成员函数可以是另外一个类的友元函数，而且一个函数可以是多个类友元函数。  
友元函数可以访问类中的私有成员和其他数据，但是访问不可直接使用数据成员，需要通过对对象进行引用。  
友元函数在调用上同一般函数一样，不必通过对对象进行引用。  
例如如下形式：这里解释上面的1，3，4要点的使用，加以理解。

\#include <iostream>  
\#include <cstring>  
using namespace std;

class persion\{  
public:  
persion(char \*pn);

//友元函数;  
friend void setweigth(persion &p,int h);//注意，参数列表中一般会有一个引用类型的形参,原因参考上面的使用要点3和4;  
void disp(); //类成员函数  
private:  
char name\[20\];  
int weigth,age;  
\};

persion::persion(char \*pn) //构造函数  
\{  
strcpy(name,pn);  
weigth=0;  
\}  
void persion::disp()  
\{  
cout<<name<<"--"<<weigth<<endl;  
\}

//友元函数的具体实现：这里没有类限定例如 (perion::setweigth)这种形式,这里可以与上面的disp()做个对比，一个属于类的成员，有限定，不属于类的成员函数，没有加限定。  
void setweigth(persion &pn,int w)  
\{  
strcpy(pn.name,pn);//实现字符串复制  
pn.weigth=w; //私有成员数据赋值

void main()  
\{  
persion p("zhansan");  
//调用实现setweigth(),与一般函数调用一致。  
setweigth(p,60);

p.disp(); //调用类的成员函数。

\}  
  
关于要点2的使用，我给出一段代码案例：

\#include <iostream>  
\#include <cstring>  
using namespace std;

class wheel;  
class car\{  
public:  
car(char \*pn);  
void run(wheel &w); //成员函数，做成wheel类中友元函数实现  
private:  
char name\[20\];

\};  
car::car(char \*pn)  
\{  
strcpy(name,pn);  
\}

class wheel\{  
public:  
wheel(int s);  
friend void car::run(wheel &w); //这里把car类的成员函数做了友元函数。  
private:  
int speed;  
\};  
wheel::wheel(int s)  
\{  
speed=s;  
\}  
int main(int argc, char const \*argv\[\])  
\{  
wheel w(60);  
car c("New car");  
c.run(w);  
return 0;  
\}

void car::run(wheel &w) //car类成员函数的实现  
\{  
cout<<"the car is running"<<endl;  
cout<<"name: "<<name<<" speed :"<<w.speed<<endl;  
\}

**1.****友元函数的简单介绍**

**1.1为什么要使用友元函数**

在实现类之间数据共享时，减少系统开销，提高效率。如果类A中的函数要访问类B中的成员（例如：智能指针类的实现），那么类A中该函数要是类B的友元函数。具体来说：为了

使其他类的成员函数直接访问该类的私有变量。即：允许外面的类或函数去访问类的私有变量和保护变量，从而使两个类共享同一函数。

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。

**1.2使用友元函数的优缺点**

**1.2.1**优点：能够提高效率，表达简单、清晰。

**1.2.2**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。

**2.友元函数的使用**

**2.1****友元函数的参数：**

因为友元函数没有this指针，则参数要有三种情况：

**2.1.1** 要访问非static成员时，需要对象做参数；

**2.1.2** 要访问static成员或全局变量时，则不需要对象做参数；

**2.1.3** 如果做参数的对象是全局对象，则不需要对象做参数；

**2.2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。

**2.3****友元函数的调用**

可以直接调用友元函数，不需要通过对象或指针

**2.4****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：

**2.4.1****普通函数友元函数**

**2.4.1.1** **目的：**使普通函数能够访问类的友元

**2.4.1.2** **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

**2.4.1.3****代码：**

> **class INTEGER**
> 
>  **\{** 
> 
> **　　friend void Print(const INTEGER& obj);//声明友元函数**
> 
>  **\};**
> 
> **void Print(const INTEGER& obj）**
> 
> **\{** 
> 
> **　　 //函数体**
> 
> **\}**
> 
> **void main()**
> 
> **\{** 
> 
> **　　INTEGER obj;**
> 
> **　　Print(obj);//直接调用**
> 
> **\}**

**2.4.2****类****Y****的所有成员函数都为类****X****友元函数****—****友元类**

**2.4.2.1****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。

**2.4.2.2****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）**

**2.4.2.3****代码：**

> **class girl;**
> 
> **class boy**
> 
> **\{** 
> 
> **public:**
> 
> **　　void disp(girl &);**
> 
> **\};**
> 
> **void boy::disp(girl &x) //函数disp()为类boy的成员函数，也是类girl的友元函数**
> 
> **\{** 
> 
> **　　cout<<"girl's name is:"<<x.name<<",age:"<<x.age<<endl;****//借助友元，在boy的成员函数disp中，借助girl的对象，直接访问girl的私有变量**
> 
> **\}**
> 
> **class girl**
> 
> **\{** 
> 
> **private：**
> 
> **　　char \*name;**
> 
> **　　int age;**
> 
> **　　friend boy; //声明类boy是类girl的友元**
> 
> **\};**

**main函数就不写了和普通调用时一样的。**

**2.4.3****类****Y****的一个成员函数为类****X****的友元函数**

**2.4.3.1****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

**2.4.3.2****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

**2.4.3.3****代码：**

**实现代码和2.4.2.3中的实现及其相似只是设置友元的时候变为friend void boy::disp(girl &);自己解决喽……**

**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滴。

**4.****友元函数和类的成员函数的区别**

**4.1** 成员函数有this指针，而友元函数没有this指针。