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有些情況下,允許特定的非成員函數(shù)訪問一個(gè)類的私有成員炬丸,同時(shí)仍阻止一般的訪問瘫寝,這是很方便做到的。例如被重載的操作符稠炬,如輸入或輸出操作符焕阿,經(jīng)常需要訪問類的私有數(shù)據(jù)成員。
友元(frend)機(jī)制允許一個(gè)類將對(duì)其非公有成員的訪問權(quán)授予指定的函數(shù)或者類首启,友元的聲明以friend開始暮屡,它只能出現(xiàn)在類定義的內(nèi)部,友元聲明可以出現(xiàn)在類中的任何地方:友元不是授予友元關(guān)系的那個(gè)類的成員毅桃,所以它們不受其聲明出現(xiàn)部分的訪問控制影響褒纲。通常,將友元聲明成組地放在類定義的開始或結(jié)尾是個(gè)好主意钥飞。
1莺掠、友元函數(shù)
友元函數(shù)是指某些雖然不是類成員函數(shù)卻能夠訪問類的所有成員的函數(shù)。類授予它的友元特別的訪問權(quán)读宙,這樣該友元函數(shù)就能訪問到類中的所有成員彻秆。
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
friend void set_show(int x, A &a); //該函數(shù)是友元函數(shù)的聲明
private:
int data;
};
void set_show(int x, A &a) //友元函數(shù)定義,為了訪問類A中的成員
{
a.data = x;
cout << a.data << endl;
}
int main(void)
{
class A a;
set_show(1, a);
return 0;
}
2结闸、友元類
]友元類的所有成員函數(shù)都是另一個(gè)類的友元函數(shù)唇兑,都可以訪問另一個(gè)類中的隱藏信息(包括私有成員和保護(hù)成員)。當(dāng)希望一個(gè)類可以存取另一個(gè)類的私有成員時(shí)桦锄,可以將該類聲明為另一類的友元類扎附。
關(guān)于友元類的注意事項(xiàng):
(1) 友元關(guān)系不能被繼承。
(2) 友元關(guān)系是單向的结耀,不具有交換性留夜。若類B是類A的友元匙铡,類A不一定是類B的友元,要看在類中是否有相應(yīng)的聲明碍粥。
(3) 友元關(guān)系不具有傳遞性慰枕。若類B是類A的友元,類C是B的友元即纲,類C不一定是類A的友元,同樣要看類中是否有相應(yīng)的申明博肋。
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
friend class C; //這是友元類的聲明
private:
int data;
};
class C //友元類定義低斋,為了訪問類A中的成員
{
public:
void set_show(int x, A &a) { a.data = x; cout<<a.data<<endl;}
};
int main(void)
{
class A a;
class C c;
c.set_show(1, a);
return 0;
}
3、友元成員函數(shù)
使類B中的成員函數(shù)成為類A的友元函數(shù)匪凡,這樣類B的該成員函數(shù)就可以訪問類A的所有成員了膊畴。
當(dāng)用到友元成員函數(shù)時(shí),需注意友元聲明和友元定義之間的相互依賴病游,在該例子中唇跨,類B必須先定義,否則類A就不能將一個(gè)B的函數(shù)指定為友元衬衬。然而买猖,只有在定義了類A之后,才能定義類B的該成員函數(shù)滋尉。更一般的講玉控,必須先定義包含成員函數(shù)的類,才能將成員函數(shù)設(shè)為友元狮惜。另一方面高诺,不必預(yù)先聲明類和非成員函數(shù)來將它們?cè)O(shè)為友元。
#include <iostream>
using namespace std;
class A; //當(dāng)用到友元成員函數(shù)時(shí)碾篡,需注意友元聲明與友元定義之間的互相依賴虱而。這是類A的聲明
class B
{
public:
void set_show(int x, A &a); //該函數(shù)是類A的友元函數(shù)
};
class A
{
public:
friend void B::set_show(int x, A &a); //該函數(shù)是友元成員函數(shù)的聲明
private:
int data;
void show() { cout << data << endl; }
};
void B::set_show(int x, A &a) //只有在定義類A后才能定義該函數(shù),畢竟开泽,它被設(shè)為友元是為了訪問類A的成員
{
a.data = x;
cout << a.data << endl;
}
int main(void)
{
class A a;
class B b;
b.set_show(1, a);
return 0;
}
友元小結(jié):
在需要允許某些特定的非成員函數(shù)訪問一個(gè)類的私有成員(及受保護(hù)成員)牡拇,而同時(shí)仍阻止一般的訪問的情況下,友元是可用的眼姐。
優(yōu)點(diǎn):
可以靈活地實(shí)現(xiàn)需要訪問若干類的私有或受保護(hù)的成員才能完成的任務(wù)诅迷;
便于與其他不支持類概念的語(yǔ)言(如C語(yǔ)言、匯編等)進(jìn)行混合編程众旗;
通過使用友元函數(shù)重載可以更自然地使用C++語(yǔ)言的IO流庫(kù)罢杉。
缺點(diǎn):
一個(gè)類將對(duì)其非公有成員的訪問權(quán)限授予其他函數(shù)或者類,會(huì)破壞該類的封裝性贡歧,降低該類的可靠性和可維護(hù)性滩租。