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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 |正序浏览
    |招呼Ta 关注Ta
      <b>问题的提出</FONT>/ Y: b, C5 t3 v
    </b></FONT>
    8 S3 Q0 N* h; h0 K+ L8 Q! i; `3 g, \  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>
    3 g. z! U! g$ [9 w! \% N* e: K, `6 G</FONT>/ Z4 W& T4 V( ~7 Q
      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>
    ! u5 j: M; e8 h. g0 E2 M% \) H7 Z</FONT>
    & Z% J% Y0 Q; H  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>
      d& T8 ?% c, x( \* T8 |</FONT>! H+ o- H8 g: Z" O5 y  A
      <b>友元函数</FONT>
    $ j3 l3 v. [- ~  M/ z; l</b></FONT>) ]/ S0 @$ f: y8 y. F6 E+ R2 ?2 s7 [
      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>
    & [, I% Y+ K7 I/ {( f9 ~; q</FONT>/ F! I5 i# W8 t& v. a% d
      #include <IOSTREAM.H></FONT>6 h4 [- S2 @$ f) n, s' y' ~( c
      #include <MATH.H></FONT>
    , U% j& z" m& X4 h8 R, Q" j</FONT>
    ! k/ J8 j( O1 N- J  class Point</FONT>' R1 z7 o  X6 v0 L8 [
      {</FONT>) P' H0 A. y. E; h4 ?
      public:</FONT>
      o: c; t- O% r    Point(double xx, double yy) { x=xx; y=yy; }</FONT>" }+ |; A9 V& I- e1 J9 o
        void Getxy();</FONT>9 K* d7 v6 }1 Q$ W2 _
        friend double Distance(Point &amp;a, Point &amp;b);</FONT>' z4 y, ~3 f4 @, r1 n, X, k
      private:</FONT>( L$ \1 Z1 s2 A4 y: B4 l1 W; Y
        double x, y;</FONT>* f9 ^8 w5 y1 `2 C$ V
      };</FONT>
    + N1 g1 C5 J% d0 u" _; x</FONT>; X( A/ j3 ?4 B/ i
      void Point::Getxy()</FONT>
      z3 @. ]7 z- x2 d5 U  {</FONT>7 p: ^7 m- N/ {- H# |% `
      cout&lt;&lt;"("&lt;<X<<","<<Y<<")"<<ENDL;< FONT>
    " D  Z* V4 T8 r  }</FONT>
    5 e4 ~/ S2 ~& J</FONT># V4 B* J( k4 {$ p, V+ n
      double Distance(Point &amp;a, Point &amp;b)</FONT>
    + q. q2 \1 G& w  {</FONT>
    ! @1 \4 x: s$ e  double dx = a.x - b.x;</FONT>4 M) P/ @/ ~! C& c8 s  ?; E' T2 y
      double dy = a.y - b.y;</FONT>
    & @- o, H1 c* U1 x. @7 i8 _& L' y  return sqrt(dx*dx+dy*dy);</FONT>
    ( L. x3 @+ G% E( s$ m  }</FONT>' e2 ^& W! O( V% U  c& W
    </FONT>& I1 h3 V! {8 v6 B7 |* n# q
      void main()</FONT>
    , h; O0 ~( ]1 l8 S/ o# d( {+ Q0 X# i. ?  {</FONT>
    7 b7 T& `: s* v% i+ r- p' K( O2 A- r/ R% A  Point p1(3.0, 4.0), p2(6.0, 8.0);</FONT>
    * A/ N$ f( Z& ]6 [' L; a- {4 o  p1.Getxy();</FONT>8 U$ Z( p3 e$ v; _
      p2.Getxy();</FONT>
    & J: V& {6 q! k5 F* G+ X& }1 b  double d = Distance(p1, p2);</FONT>7 H3 L/ e( T  R0 D2 A- h+ K
      cout&lt;&lt;"Distance is"&lt;<D<<ENDL;< FONT>% i1 }% u9 t0 ~1 g5 t3 _' K
      }</FONT>* S1 i& @. A" _  W* B" ~% F& a
    </FONT>1 N9 @' b0 H$ m. }
      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>
    + y( b& j$ z& t* w( V</FONT>
    $ i& R$ M0 b$ E  <b>友元类</b></FONT>" M8 s" w' m1 Z* f; D4 N
    </FONT>
    / L# ?2 g! g% m; D! A+ x; V  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>
    $ w; T' v* w5 I- D  y  p( k0 i# P</FONT>
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