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C++ 友元(friend)

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    发表于 2004-6-4 11:56 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta
      <b>问题的提出</FONT>- O; l' m- ?. Z, k+ d. h8 T3 h
    </b></FONT>
    7 d9 W+ H. s; Y" C  我们已知道类具有封装和信息隐藏的特性。只有类的成员函数才能访问类的私有成员,程序中的其他函数是无法访问私有成员的。非成员函数可以访问类中的公有成员,但是如果将数据成员都定义为公有的,这又破坏了隐藏的特性。另外,应该看到在某些情况下,特别是在对某些成员函数多次调用时,由于参数传递,类型检查和安全性检查等都需要时间开销,而影响程序的运行效率。</FONT>2 `+ B/ x( p# [# t8 E
    </FONT>; b; S0 H* S/ w4 I0 N( B/ w
      为了解决上述问题,提出一种使用友元的方案。友元是一种定义在类外部的普通函数,但它需要在类体内进行说明,为了与该类的成员函数加以区别,在说明时前面加以关键字friend。友元不是成员函数,但是它可以访问类中的私有成员。友元的作用在于提高程序的运行效率,但是,它破坏了类的封装性和隐藏性,使得非成员函数可以访问类的私有成员。</FONT>: S  m2 K! ~; c, X
    </FONT>
    - q, }5 z: E' k. X  友元可以是一个函数,该函数被称为友元函数;友元也可以是一个类,该类被称为友元类。</FONT>
    / ]* l  i! a$ ]! M+ Y; O: i" D</FONT># U: U" e6 ]& c" P
      <b>友元函数</FONT>/ Q# ^6 Y0 F( l3 f
    </b></FONT>! P( H& h0 `! U, N8 ?8 u
      友元函数的特点是能够访问类中的私有成员的非成员函数。友元函数从语法上看,它与普通函数一样,即在定义上和调用上与普通函数一样。下面举一例子说明友元函数的应用。</FONT>
      r. v, X6 x( c</FONT>: r6 @( A4 B8 W' @
      #include <IOSTREAM.H></FONT>3 G" \; X( d6 j0 \0 H1 j' J
      #include <MATH.H></FONT>
    + y6 L& ]. A' D" ^</FONT>5 \/ U# B6 E5 T/ j' j
      class Point</FONT>$ o2 |! f' B- z$ Q
      {</FONT>( O9 o( ^2 N' N+ {# l3 K
      public:</FONT>, c) ?4 \8 }9 t' N5 h, [& j9 r5 g
        Point(double xx, double yy) { x=xx; y=yy; }</FONT>
    1 s- O" V' |: p+ j2 @    void Getxy();</FONT>; M+ `7 U8 m0 _. ?  S+ K; ]5 n* S  P; d
        friend double Distance(Point &amp;a, Point &amp;b);</FONT>' [. A, S" z1 a2 D
      private:</FONT>8 E$ J& Y! }- l+ L
        double x, y;</FONT>% n: n7 [" H6 b4 U, u" x0 U
      };</FONT>* K" V  }' k# r& y. m
    </FONT>  Z" H% A8 G5 Z+ y: _7 m7 K
      void Point::Getxy()</FONT>$ ~+ L. v  L" t* X/ `/ n1 Z% T5 x
      {</FONT>; ~. ~- S, d  B' H2 g
      cout&lt;&lt;"("&lt;<X<<","<<Y<<")"<<ENDL;< FONT>
    " n$ G2 J& g" G' G+ S7 \$ Q  }</FONT>( R7 _6 D  S1 n. K5 Y- h, _
    </FONT>( \" L" s) \: r- i' b* ~8 g2 N
      double Distance(Point &amp;a, Point &amp;b)</FONT># ^% j8 I% Y( g$ ]1 S
      {</FONT>$ B: B; p( ~& R! E; W
      double dx = a.x - b.x;</FONT>
    * w5 A. a) j8 v; ]( k) C0 s  double dy = a.y - b.y;</FONT>
    ; O! T  L, D9 o& `+ [% Y2 x* C  return sqrt(dx*dx+dy*dy);</FONT>8 Q! m, j/ w5 z% q( X2 E# w
      }</FONT>
    0 ^( X" P  i9 ~$ a5 O* I, {</FONT>
    " _) x& q5 c4 s! g( e8 w  void main()</FONT>- R# |" A5 o! @( Z# V6 X
      {</FONT>, D; ~( z1 k) J3 \# t$ t
      Point p1(3.0, 4.0), p2(6.0, 8.0);</FONT>$ U  M! g1 d4 {& Y) N
      p1.Getxy();</FONT>
    7 x) c3 K& v% ~4 t  p2.Getxy();</FONT>- x9 m# c$ I/ s3 K
      double d = Distance(p1, p2);</FONT>
    - v. @* z* y/ e) s( G  cout&lt;&lt;"Distance is"&lt;<D<<ENDL;< FONT>
    / Y/ P& a$ p8 i" ]6 G. K  }</FONT>
    , B& G3 J% E8 W; k" ]</FONT>
    0 f  {9 w* D0 Y5 O3 d2 a  说明:在该程序中的Point类中说明了一个友元函数Distance(),它在说明时前边加friend关键字,标识它不是成员函数,而是友元函数。它的定义方法与普通函数定义一样,而不同于成员函数的定义,因为它不需要指出所属的类。但是,它可以引用类中的私有成员,函数体中a.x,b.x,a.y,b.y都是类的私有成员,它们是通过对象引用的。在调用友元函数时,也是同普通函数的调用一样,不要像成员函数那样调用。本例中,p1.Getxy()和p2.Getxy()这是成员函数的调用,要用对象来表示。而Distance(p1, p2)是友元函数的调用,它直接调用,不需要对象表示,它的参数是对象。(该程序的功能是已知两点坐标,求出两点的距离。)</FONT>
    ) `9 E+ L7 ~. G, L4 ~; x</FONT>
    3 ^& G: h4 J0 h, o) }& Y! @8 Z  <b>友元类</b></FONT>' u3 u$ R, }+ d. I
    </FONT>' {' _5 B9 L$ t4 P8 u/ x8 L
      友元除了前面讲过的函数以外,友元还可以是类,即一个类可以作另一个类的友元。当一个类作为另一个类的友元时,这就意味着这个类的所有成员函数都是另一个类的友元函数。</FONT>! L' Q# o, }9 O
    </FONT>
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