C++ 之 友元

友元的作用:c++允许 友元 访问 私有数据。
友元的分类:友元函数,友元成员函数,友元类。
友元的语法
friend关键字只出现在声明处 其他类、类成员函数、全局函数都可声明为友元 友元函数不是类的成员不带this指针 友元函数可访问对象任意成员属性,包括私有属性。

友元函数

即 普通全局函数作为类的友元

#include <iostream>
#include <string>
//房间类
class Room
{
    //将goodGayVisit作为类的友元函数
    //goodGayVisit 访问 类中所有数据 但是 它不是类的成员
    friend void goodGayVisit(Room &room);
private:
    string bedRoom;//卧室
public:
    string sittingRoom;//客厅
public:
    Room()
    {
        this->bedRoom = "卧室";
        this->sittingRoom="客厅";
    }
};

// 普通全局函数 作为 类的友元
//好朋友 访问 我的房间
void goodGayVisit(Room &room)
{
    cout<<"好朋友访问了你的"<<room.sittingRoom<<endl;
    cout<<"好朋友访问了你的"<<room.bedRoom<<endl;//ok
}
void test01()
{
    Room myRoom;
    goodGayVisit(myRoom);
}

友元成员函数

即 类的某个成员函数 作为 另一个类的友元

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Room;//Room向前声明
class GoodGay
{
public:
    void visit1(Room &room);
    void visit2(Room &room);
};


class Room
{
    //如果想方 visit2作为Room类的友元 那么Visit2就可以访问 Room的私有数据
    //一定要记得 加类作用域
    friend void GoodGay::visit2(Room &room);
private:
    string bedRoom;//卧室
public:
    string sittingRoom;//客厅
public:
    Room()
    {
        this->bedRoom = "卧室";
        this->sittingRoom="客厅";
    }
};

void GoodGay::visit1(Room &room)
{
    cout<<"好朋友visit1访问了你的"<<room.sittingRoom<<endl;
    //cout<<"好朋友visit1访问了你的"<<room.bedRoom<<endl;//不能访问 Room私有数据
}

void GoodGay::visit2(Room &room)
{
    cout<<"好朋友visit2访问了你的"<<room.sittingRoom<<endl;
    cout<<"好朋友visit2访问了你的"<<room.bedRoom<<endl;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    Room myRoom;
    GoodGay goodGay;

    goodGay.visit1(myRoom);//只能访问客厅
    goodGay.visit2(myRoom);//客厅 卧室 都可以访问

    return 0;
}

友元类

即 一个类整体 作为 另一个类的友元
一个类的所有成员函数 访问 另一个类的私有数据

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Room;//Room向前声明
class GoodGay
{
public:
    void visit1(Room &room);//此处的Room 被上方 class Room
    void visit2(Room &room);
};


class Room
{
    //将GoodGay作为Room的友元
    //GoodGay 所有成员函数 都可以访问 Room私有数据
    friend class GoodGay;
private:
    string bedRoom;//卧室
public:
    string sittingRoom;//客厅
public:
    Room()
    {
        this->bedRoom = "卧室";
        this->sittingRoom="客厅";
    }
};

void GoodGay::visit1(Room &room)
{
    cout<<"好朋友visit1访问了你的"<<room.sittingRoom<<endl;
    cout<<"好朋友visit1访问了你的"<<room.bedRoom<<endl;
}

void GoodGay::visit2(Room &room)
{
    cout<<"好朋友visit2访问了你的"<<room.sittingRoom<<endl;
    cout<<"好朋友visit2访问了你的"<<room.bedRoom<<endl;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    Room myRoom;
    GoodGay goodGay;

    goodGay.visit1(myRoom);
    goodGay.visit2(myRoom);

    return 0;
}
内容概要:本文介绍了一个基于MATLAB实现的无人机三维路径规划项目,采用蚁群算法(ACO)与多层感知机(MLP)相结合的混合模型(ACO-MLP)。该模型通过三维环境离散化建模,利用ACO进行全局路径搜索,并引入MLP对环境特征进行自适应学习与启发因子优化,实现路径的动态调整与多目标优化。项目解决了高维空间建模、动态障碍规避、局部最优陷阱、算法实时性及多目标权衡等关键技术难题,结合并行计算与参数自适应机制,提升了路径规划的智能性、安全性和工程适用性。文中提供了详细的模型架构、核心算法流程及MATLAB代码示例,涵盖空间建模、信息素更新、MLP训练与融合优化等关键步骤。; 适合人群:具备一定MATLAB编程基础,熟悉智能优化算法与神经网络的高校学生、科研人员及从事无人机路径规划相关工作的工程师;适合从事智能无人系统、自动驾驶、机器人导航等领域的研究人员; 使用场景及目标:①应用于复杂三维环境下的无人机路径规划,如城市物流、灾害救援、军事侦察等场景;②实现飞行安全、能耗优化、路径平滑与实时避障等多目标协同优化;③为智能无人系统的自主决策与环境适应能力提供算法支持; 阅读建议:此资源结合理论模型与MATLAB实践,建议读者在理解ACO与MLP基本原理的基础上,结合代码示例进行仿真调试,重点关注ACO-MLP融合机制、多目标优化函数设计及参数自适应策略的实现,以深入掌握混合智能算法在工程中的应用方法。
<think>我们被要求回答关于C++友元函数和友元类的声明与使用。根据引用内容,我们可以总结如下: 1. 友元函数:在类内部声明,使用关键字`friend`,该函数可以不是该类的成员函数,但能访问类的私有和保护成员。 2. 友元类:在类A中声明类B为友元类,则类B的所有成员函数都可以访问类A的私有和保护成员。 我们将按照以下步骤进行说明: - 友元函数的声明与使用 - 友元类的声明与使用 - 注意事项(如封装性的破坏) 同时,我们还需要生成相关问题。 注意:所有行内数学表达式用$...$,独立公式用$$...$$,但本问题不涉及数学公式,所以主要关注代码示例。</think>### C++ 友元函数与友元类的声明与使用 在 C++ 中,友元机制允许特定外部函数或类访问类的私有成员和保护成员。以下是具体实现方法: #### 一、友元函数的声明与使用 1. **在类内部声明友元函数** 使用 `friend` 关键字声明友元函数: ```cpp class MyClass { private: int secretValue; public: MyClass(int val) : secretValue(val) {} // 声明友元函数 friend void displaySecret(const MyClass& obj); }; ``` 2. **定义友元函数(无需作用域限定符)** ```cpp void displaySecret(const MyClass& obj) { // 可直接访问私有成员 std::cout << "Secret value: " << obj.secretValue << std::endl; } ``` 3. **使用示例** ```cpp int main() { MyClass obj(42); displaySecret(obj); // 输出: Secret value: 42 } ``` #### 二、友元类的声明与使用 1. **在类A中声明类B为友元类** ```cpp class ClassA { private: int hiddenData; public: ClassA(int data) : hiddenData(data) {} // 声明友元类 friend class ClassB; }; ``` 2. **友元类可访问所有私有成员** ```cpp class ClassB { public: void showData(const ClassA& a) { // 直接访问ClassA的私有成员 std::cout << "Hidden data: " << a.hiddenData << std::endl; } }; ``` 3. **使用示例** ```cpp int main() { ClassA a(99); ClassB b; b.showData(a); // 输出: Hidden data: 99 } ``` ### 关键注意事项 1. **封装性破坏** 友元机制会破坏封装性,应仅在必要时使用(如运算符重载或紧密协作的类)[^3]。 2. **单向关系** 友元关系不可传递:若类A是类B的友元,类B是类C的友元,类A**不能**访问类C的私有成员[^4]。 3. **声明位置无关** 友元声明可出现在类的任何区域(`public`/`private`/`protected`),效果相同[^2]。 4. **非成员特性** 友元函数**不是**类的成员函数,因此调用时无需通过对象实例[^1]。 ### 典型应用场景 - 运算符重载(如实现 `<<` 输出运算符) - 跨类协作的紧密耦合组件 - 需要访问多个类私有成员的全局函数 ```cpp // 运算符重载示例 friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyClass& obj) { os << "Value: " << obj.secretValue; return os; } ``` > ⚠️ 过度使用友元会降低代码可维护性,优先考虑通过公共接口实现访问[^3]。
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