C++友元函数(friend)
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类的外部,也就是通过实例来访问私有(private)或保护(protected)成员,这是被禁止的。但从实用性来说,的确有时很需要在外部访问,C++增加了一种称之为“友元(friend)”函数的申明,将“特权”赋给一些函数(可以是全局函数,也可以是其它类的成员函数),使之能够访问该类的私有和保护成员。
友元函数必须在类里面申明,而且友元函数一定不是该类的成员函数。因此,这样的“特权”实际上已经不是完全的面向对象设计了,当然,我们也可以不用它。另外,友元函数的申明在派生类无效,除非派生类中再申明一次,当然类型转换为基类时,使用没有任何问题。
987 xyz
987 xyz
123 abc
x1=12 y1=20 x2=50 y2=40
x1=13 y1=21 x2=51 y2=41
并不是所有操作符都可以定义成“友元”,例如“=”就不能用“友元”方式重载。
友元函数必须在类里面申明,而且友元函数一定不是该类的成员函数。因此,这样的“特权”实际上已经不是完全的面向对象设计了,当然,我们也可以不用它。另外,友元函数的申明在派生类无效,除非派生类中再申明一次,当然类型转换为基类时,使用没有任何问题。
全局函数作友元
要使用全局函数作友元函数,也就是说全局函数中要使用当前这个类的实例,因此,全局函数的定义必须放在这个类的后面,否则,编译时这个类的实例就成了未定义的数据类型了。#include <iostream> #include <string> using namespace std; class ca { string id; void setId(string s) { id = s; } protected: string name; void setName(string s) { name = s; } public: void print() { cout << id << " " << name << " " << endl; } friend void fun(ca& a); //申明全局函数作友元,允许它访问私有保护成员 }; class derive : public ca { }; //ca类的派生类 void fun(ca& a) { //作友元的函数要定义在那个类的后面 a.id = "987"; //这是ca类的私有成员 a.setName("xyz"); //这是ca类的保护成员 } int main ( ) { ca a; //a.fun(...); //友元函数不是当前类的成员函数,所以这句编译出错 fun(a); a.print(); derive d; fun(d); //作参数时,类型转换为ca类 d.print(); return 0; }运行结果:
987 xyz
987 xyz
其它类的成员函数作友元
别的类的成员函数作友元,也就是说这2个类相互调用,这样无论谁定义在前在后,编译时都有冲突。要解决这个问题,只要将类的申明、定义、实装分开就可以了。请注意例子中的解说。#include <iostream> #include <string> using namespace std; class ca; //事先申明ca类,确保cb类的定义不出错 class cb { //在ca类之前定义cb类,确保在ca类里申明cb的test()作友元时不出错 public: void test(ca& a); //由于ca类事先申明,这儿不出错 }; class ca { string id; void setId(string s) { id = s; } protected: string name; void setName(string s) { name = s; } public: void print() { cout << id << " " << name << " " << endl; } friend void cb::test(ca& a); //申明cb类的test()函数作友元,允许它访问私有保护成员 }; void cb::test(ca& a) { //作友元的成员函数的实装必须在ca类的后面,否则ca类的成员就未定义了。 a.id = "123"; //这是ca类的私有成员 a.setName("abc"); //这是ca类的保护成员 } int main ( ) { ca a; cb b; b.test(a); a.print(); return 0; }运行结果:
123 abc
运算符重载中使用友元
下面将上一节最后一个例子稍作修改,操作符重载由类的函数改为全局函数,也就是说,这个运算符不是这个类的,而是正常使用的操作符。注意重载函数的写法与上一节略有不同。不过,改为友元方式其实并没有必要,纯粹是为了讲解“友元”的用法。#include <iostream> #include <string> using namespace std; class rect { int x1, y1, x2, y2; //矩形座标 public: rect() { x1 = 0, y1 = 0, x2 = 0, y2 = 0; } rect(int m1, int n1, int m2, int n2) { x1 = m1, y1 = n1, x2 = m2, y2 = n2; } void print() { cout << " x1=" << x1; cout << " y1=" << y1; cout << " x2=" << x2; cout << " y2=" << y2; cout << endl; } //rect operator++(); //这是类的运算符的重载 friend rect operator++(rect &ob); //这是全局运算符的重载 }; rect operator++(rect &ob) { ob.x1++, ob.y1++; ob.x2++, ob.y2++; return ob; } int main ( ) { rect r(12, 20, 50, 40); r.print(); rect obj; obj = r++; obj.print(); return 0; }运行结果:
x1=12 y1=20 x2=50 y2=40
x1=13 y1=21 x2=51 y2=41
并不是所有操作符都可以定义成“友元”,例如“=”就不能用“友元”方式重载。
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