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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>
    . ^8 J# B' s; @, i& P</b></FONT>+ H1 X+ f+ L( T6 m
      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>
    % ^) \! F6 Q: [/ B! y</FONT>
    1 u: z3 m$ R( Y  y( ^  f  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>
    $ Y/ ~0 Y' E+ B+ M</FONT>
    4 p% V. q9 q; U- [+ R) W6 ]- X: T  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>
    + a* ?' R/ y; T0 S) c; ~</FONT>
    7 n% O, K9 p! g6 G/ n" ]  <b>友元函数</FONT>$ c5 o9 U' n2 q) A6 n# T+ d
    </b></FONT>' t# t- M; H6 T+ ^/ q
      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>
      H4 f% Q- M) d- O  U4 ^& c- n) U</FONT>
    8 a# J0 j& j& T9 ]8 H0 n7 j6 d$ t  #include <IOSTREAM.H></FONT>
    / t9 P) Y/ z1 S! V, |# F  #include <MATH.H></FONT>
    6 K$ p: X! @1 Q. a8 X</FONT>4 l+ L9 w  T$ ^/ S; Y7 z' G  K
      class Point</FONT>" C/ B. n" P$ v8 q5 ^
      {</FONT>
    # i5 F  T$ m9 K& r$ }- O  public:</FONT>! }: B2 c% L" m) ^- E: ?
        Point(double xx, double yy) { x=xx; y=yy; }</FONT>- v0 o- q: E2 ~; S% @# I
        void Getxy();</FONT>
    # [, ^( P, x" G( F, M    friend double Distance(Point &amp;a, Point &amp;b);</FONT>
    ; ~* b3 |* D& ]  private:</FONT>0 {2 Y: }$ q8 V6 \4 x* m
        double x, y;</FONT>  W# s" [9 ]9 O% \; z/ G0 ?, d
      };</FONT>
    , B& i* u+ y- z0 v0 i  u  q/ O</FONT>
    . h6 t5 ~) G- }  m  void Point::Getxy()</FONT>* B& B5 s; _+ U; b
      {</FONT>5 A+ S9 s( w0 r8 f$ ]' I
      cout&lt;&lt;"("&lt;<X<<","<<Y<<")"<<ENDL;< FONT>
    : I' `/ f' S% W# Y  }</FONT>
    8 P3 L/ z5 U0 ?6 N0 s2 C</FONT># a0 z; r4 A4 L$ e! K) F, o
      double Distance(Point &amp;a, Point &amp;b)</FONT>
    ' Y0 G6 h* R' H' ?3 c1 F  {</FONT>( V  j2 W; P2 j
      double dx = a.x - b.x;</FONT>1 I' Y: f# Z4 d5 a9 z3 t6 G* h
      double dy = a.y - b.y;</FONT>
    8 K: c" b- h2 z! k; T  return sqrt(dx*dx+dy*dy);</FONT>
    4 u/ e2 t; U  n# ^6 f0 q  }</FONT>+ I1 s( s% b. _
    </FONT>
    + T$ f2 t( i9 ?! a% L1 ?/ ~: b  void main()</FONT>
    , ?; _  m' i4 M2 E  {</FONT>3 ~1 }& |- F7 {: S" r0 l8 _" `
      Point p1(3.0, 4.0), p2(6.0, 8.0);</FONT>5 J2 l; b- f1 a" e5 O3 j( `. c! `
      p1.Getxy();</FONT>: u# N' R; ^, P- O4 l. J
      p2.Getxy();</FONT>2 @: l9 y( V7 Y. w; V+ |! @; K3 _
      double d = Distance(p1, p2);</FONT>
    4 [8 j% e7 L& Z0 b9 V2 Z  cout&lt;&lt;"Distance is"&lt;<D<<ENDL;< FONT>: }2 X% G( O( E% q
      }</FONT>/ v" @7 E# o7 ?% X! E  O3 ^7 X
    </FONT>
    6 g' W! [$ p( H+ m; y  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>% F$ R2 n' w9 q0 y6 t( j! ?4 N
    </FONT>* [/ q" C/ K6 k( ~6 L& ?
      <b>友元类</b></FONT>
    ( B; m$ S' A" J: A* w; F# T</FONT>8 w1 ?6 _4 K  A1 ?! X
      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>
    4 C7 _0 D: j7 B/ n: K8 c) D</FONT>
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