C++ friend关键字
friend 的意思是朋友,或者說是好友,與好友的關系顯然要比一般人親密一些。我們會對好朋友敞開心扉,傾訴自己的秘密,而對一般人會謹言慎行,潛意識里就自我保護。在 C++ 中,這種友好關系可以用 friend 關鍵字指明,中文多譯為“友元”,借助友元可以訪問與其有好友關系的類中的私有成員。如果你對“友元”這個名詞不習慣,可以按原文 friend 理解為朋友。
友元函數
在當前類以外定義的、不屬于當前類的函數也可以在類中聲明,但要在前面加 friend 關鍵字,這樣就構成了友元函數。友元函數可以是不屬于任何類的非成員函數,也可以是其他類的成員函數。
友元函數可以訪問當前類中的所有成員,包括 public、protected、private 屬性的。
1 將非成員函數聲明為友元函數。
示例:
運行結果:
小明的年齡是 15,成績是 90.6 李磊的年齡是 16,成績是 80.5show() 是一個全局范圍內的非成員函數,它不屬于任何類,它的作用是輸出學生的信息。m_name、m_age、m_score 是 Student 類的 private 成員,原則上不能通過對象訪問,但在 show() 函數中又必須使用這些 private 成員,所以將 show() 聲明為 Student 類的友元函數。
注意:友元函數不同于類的成員函數,在友元函數中不能直接訪問類的成員,必須要借助對象。
成員函數在調用時會隱式地增加 this 指針,指向調用它的對象,從而使用該對象的成員;而 show() 是非成員函數,必須通過參數傳遞對象(可以直接傳遞對象,也可以傳遞對象指針或對象引用),并在訪問成員時指明對象。
2 將其他類的成員函數聲明為友元函數
friend 函數不僅可以是全局函數(非成員函數),還可以是另外一個類的成員函數。請看如下示例:
運行結果:
小明的年齡是 16,成績是 95.5 家庭住址:河南省洛陽市宜陽區 李磊的年齡是 16,成績是 80.5 家庭住址:河南省南陽市方城區本例定義了兩個類 Student 和 Address,程序第 27 行將 Student 類的成員函數 show() 聲明為 Address 類的友元函數,由此,show() 就可以訪問 Address 類的 private 成員變量了。
特別注意:
1 . 程序第 4 行對 Address 類進行了提前聲明,是因為在 Address 類定義之前、在 Student 類中使用到了它,如果不提前聲明,編譯器會報錯,提示’Address’ has not been declared。類的提前聲明和函數的提前聲明是一個道理。
2 . 程序將 Student 類的聲明和實現分開了,而將 Address 類的聲明放在了中間,這是因為編譯器從上到下編譯代碼,show() 函數體中用到了 Address 的成員 province、city、district,如果提前不知道 Address 的具體聲明內容,就不能確定 Address 是否擁有該成員(類的聲明中指明了類有哪些成員)。
類的提前聲明。一般情況下,類必須在正式聲明之后才能使用;但是某些情況下(如上例所示),只要做好提前聲明,也可以先使用。
3 . 一個函數可以被多個類聲明為友元函數,這樣就可以訪問多個類中的 private 成員。
友元類
不僅可以將一個函數聲明為一個類的“朋友”,還可以將整個類聲明為另一個類的“朋友”,這就是友元類。友元類中的所有成員函數都是另外一個類的友元函數。
例如將類 B 聲明為類 A 的友元類,那么類 B 中的所有成員函數都是類 A 的友元函數,可以訪問類 A 的所有成員,包括 public、protected、private 屬性的。
更改上例的代碼,將 Student 類聲明為 Address 類的友元類:
#include <iostream> using namespace std;class Address; //提前聲明Address類//聲明Student類 class Student{ public:Student(char *name, int age, float score); public:void show(Address *addr); private:char *m_name;int m_age;float m_score; };//聲明Address類 class Address{ public:Address(char *province, char *city, char *district); public://將Student類聲明為Address類的友元類friend class Student; private:char *m_province; //省份char *m_city; //城市char *m_district; //區(市區) };//實現Student類 Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){ } void Student::show(Address *addr){cout<<m_name<<"的年齡是 "<<m_age<<",成績是 "<<m_score<<endl;cout<<"家庭住址:"<<addr->m_province<<"省"<<addr->m_city<<"市"<<addr->m_district<<"區"<<endl; }//實現Address類 Address::Address(char *province, char *city, char *district){m_province = province;m_city = city;m_district = district; }int main(){Student stu("小明", 16, 95.5f);Address addr("河南", "洛陽", "宜陽");stu.show(&addr);Student *pstu = new Student("李磊", 16, 80.5);Address *paddr = new Address("河南", "南陽", "方城");pstu -> show(paddr);return 0; }第 24 行代碼將 Student 類聲明為 Address 類的友元類,聲明語句為:
friend class Student;有的編譯器也可以不寫 class 關鍵字,不過為了增強兼容性還是建議寫上。
小提示
1 . 友元的關系是單向的而不是雙向的。如果聲明了類 B 是類 A 的友元類,不等于類 A 是類 B 的友元類,類 A 中的成員函數不能訪問類 B 中的 private 成員。
2 . 友元的關系不能傳遞。如果類 B 是類 A 的友元類,類 C 是類 B 的友元類,不等于類 C 是類 A 的友元類。
總結
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