C語言中friend友元函數詳細解析
友元函數是可以直接訪問類的私有成員的非成員函數。它是定義在類外的普通函數,它不屬於任何類,但需要在類的定義中加以聲明,聲明時只需在友元的名稱前加上關鍵字friend。
我們已知道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,由於參數傳遞,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説明,為了與該類的成員函數加以區別,在説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。友元的作用在於提高程序的運行效率(即減少了類型檢查和安全性檢查等都需要的時間開銷),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。
複製代碼 代碼如下:
#include "cmath"
#include "iostream"
using namespace std;
class Point
{
public:
Point(double xx,double yy)
{
x=xx;
y=yy;
}
void GetXY();
friend double Distance(Point &a,Point &b);
protected:
private:
double x,y;
};
void Point::GetXY()
{
//cout<<"("<x<<","<y<<")"<<endl;
cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;
}
double Distance(Point &a,Point &b)
{
double length;
length=sqrt((a.x-b.x)*(a.x-b.x)+(a.y-b.y)*(a.y-b.y)); //它可以引用類中的私有成員
return length;
}
int main(void)
{
Point p1(3.0,4.0),p2(6.0,8.0);
Y(); //成員函數的調用方法,通過使用對象來調用
Y();
double d = Distance(p1,p2); //友元函數的調用方法,同普通函數的調用一樣,不要像成員函數那樣調用
cout<<d<<endl;
system("pause");
return 0;
}
説明:在該程序中的Point類中説明了一個友元函數Distance(),它在説明時前邊加friend關鍵字,標識它不是成員函數,而是友元函數。它的定義方法與普通函數定義一樣,而不同於成員函數的定義,因為它不需要指出所屬的類。但是,它可以引用類中的私有成員,函數體中的a.x,b.x,a.y,b.y都是類的私有成員,它們是通過對象引用的。在調用友元函數時,也是同普通函數的調用一樣,不要像成員函數那樣調用。本例中,y()和y()這是成員函數的調用,要用對象來表示。而Distance(p1, p2)是友元函數的調用,它直接調用,不需要對象表示,它的參數是對象。(該程序的功能是已知兩點座標,求出兩點的距離。)
下面對上面的代碼進行輸入、輸出流的重載:
複製代碼 代碼如下:
#include
#include
using namespace std;
class Point
{
public:
Point(double xx,double yy)
{
x=xx;
y=yy;
}
void GetXY();
friend double Distance(Point &a,Point &b);
friend ostream &operator <<(ostream &a,Point &b);
protected:
private:
double x,y;
};
// friend ostream& operator<<(ostream& o,A& another);
ostream &operator <<(ostream &out,Point &b) //在類中聲明的時候,可以是ostream &a,函數定義的時候也可以是ostream &out
{
out<<"("<<b.x<<","<<b.y<<")"<<endl;
return out;
}
void Point::GetXY()
{
//cout<<"("<x<<","<y<<")"<<endl;
//cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;
cout<<*this;
}
double Distance(Point &a,Point &b)
{
double length;
length=sqrt((a.x-b.x)*(a.x-b.x)+(a.y-b.y)*(a.y-b.y));
return length;
}
int main(void)
{
Point p1(3.0,4.0),p2(6.0,8.0);
Y();
Y();
double d = Distance(p1,p2);
cout<<d<<endl;
system("pause");
return 0;
}
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