C++超詳細(xì)講解友元的使用
更新時間：2022年04月23日 09:18:12 作者：清風(fēng)自在 流水潺潺
采用類的機(jī)制后實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的隱藏與封裝，類的數(shù)據(jù)成員一般定義為私有成員，成員函數(shù)一般定義為公有的，依此提供類與外界間的通信接口。但是，有時需要定義一些函數(shù)，這些函數(shù)不是類的一部分，但又需要頻繁地訪問類的數(shù)據(jù)成員，這時可以將這些函數(shù)定義為該類的友元函數(shù)
一、友元的概念
- 什么是友元?
- 友元是 C++ 中的一種關(guān)系
- 友元關(guān)系發(fā)生在函數(shù)與類之間或者類與類之間
- 友元關(guān)系是單項的，不能傳遞
二、友元的用法
- 在類中以 friend 關(guān)鍵字聲明友元
- 類的友元可以是其它類或者具體函數(shù)
- 友元不是類的一部分
- 友元不受類中訪問級別的限制
- 友元可以直接訪問具體類的所有成員
三、友元的語法
在類中用 friend 關(guān)鍵字對函數(shù)或類進(jìn)行聲明
先看一個不使用友元的代碼：
#include <stdio.h>
#include <math.h>
class Point
{
double x;
double y;
public:
Point(double x, double y)
{
this->x = x;
this->y = y;
}
double getX()
{
return x;
}
double getY()
{
return y;
}
//friend double func(Point& p1, Point& p2);
};
double func(Point& p1, Point& p2)
{
double ret = 0;
ret = (p2.getY() - p1.getY()) * (p2.getY() - p1.getY()) +
(p2.getX() - p1.getX()) * (p2.getX() - p1.getX());
ret = sqrt(ret);
return ret;
}
int main()
{
Point p1(1, 2);
Point p2(10, 20);
printf("p1(%f, %f)\n", p1.getX(), p1.getY());
printf("p2(%f, %f)\n", p2.getX(), p2.getY());
printf("|(p1, p2)| = %f\n", func(p1, p2));
return 0;
}輸出結(jié)果如下：
這個程序在x 和 y中計算兩點(diǎn)之間的距離時需要頻繁訪問私有成員 x 和 y，所以不得不調(diào)用getX() 和getY() 來訪問x 和 y，x 和 y 函數(shù)中調(diào)用了 8 次getX() 和getY()，很麻煩。
這個時候，就該我們的友元上場了：
#include <stdio.h>
#include <math.h>
class Point
{
double x;
double y;
public:
Point(double x, double y)
{
this->x = x;
this->y = y;
}
double getX()
{
return x;
}
double getY()
{
return y;
}
friend double func(Point& p1, Point& p2);
};
double func(Point& p1, Point& p2)
{
double ret = 0;
ret = (p2.y - p1.y) * (p2.y - p1.y) +
(p2.x - p1.x) * (p2.x - p1.x);
ret = sqrt(ret);
return ret;
}
int main()
{
Point p1(1, 2);
Point p2(10, 20);
printf("p1(%f, %f)\n", p1.getX(), p1.getY());
printf("p2(%f, %f)\n", p2.getX(), p2.getY());
printf("|(p1, p2)| = %f\n", func(p1, p2));
return 0;
}輸出結(jié)果如下：
四、友元的尷尬
- 友元是為了兼顧 C 語言的高效而誕生的
- 友元直接破壞了面向?qū)ο蟮姆庋b性
- 友元在實(shí)際產(chǎn)品中的高效是得不償失的
- 友元在現(xiàn)代軟件工程中已經(jīng)逐漸被遺棄
五、注意事項
- 友元關(guān)系不具備傳遞性
- 類的友元可以是其它類的成員函數(shù)
- 類的友元可以是某個完整的類
- 所有的成員函數(shù)都是友元
下面來深入分析一下友元：
#include <stdio.h>
class ClassC
{
const char* n;
public:
ClassC(const char* n)
{
this->n = n;
}
friend class ClassB;
};
class ClassB
{
const char* n;
public:
ClassB(const char* n)
{
this->n = n;
}
void getClassCName(ClassC& c)
{
printf("c.n = %s\n", c.n);
}
friend class ClassA;
};
class ClassA
{
const char* n;
public:
ClassA(const char* n)
{
this->n = n;
}
void getClassBName(ClassB& b)
{
printf("b.n = %s\n", b.n);
}
/*
void getClassCName(ClassC& c)
{
printf("c.n = %s\n", c.n);
}
*/
};
int main()
{
ClassA A("A");
ClassB B("B");
ClassC C("C");
A.getClassBName(B);
B.getClassCName(C);
return 0;
}B 是 C 的友元，A 是 B 的友元，輸出結(jié)果如下：
既然 A 可以訪問 B，B 可以訪問 C，那么 A 可以訪問 C 么？把上面代碼取消注釋：
void getClassCName(ClassC& c)
{
printf("c.n = %s\n", c.n);
}輸出報錯，這說明友元關(guān)系不具備傳遞性
六、小結(jié)
- 友元是為了兼顧 C 語言的高效而誕生的
- 友元直接破壞了面向?qū)ο蟮姆庋b性
- 友元關(guān)系不具備傳遞性
- 類的友元可以是其它類的成員函數(shù)
- 類的友元可以是某個完整的類
到此這篇關(guān)于C++超詳細(xì)講解友元的使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++友元內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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