友元

友元函数和友元类


        采用类的机制后实现了数据的隐藏与封装,类的数据成员一般定义为私有成员,成员函数一般定义为公有的,依此提供类与外界间的通信接口。但是,有时需要定义一些函数,这些函数不是类的一部分,但又需要频繁地访问类的数据成员,这时可以将这些函数定义为该函数的友元函数。除了友元函数外,还有友元类,两者统称为友元。友元的作用是提高了程序的运行效率(即减少了类型检查和安全性检查等都需要时间开销),但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。

友元函数  
      友元函数是可以直接访问类的私有成员的非成员函数。它是定义在类外的普通函数,它不属于任何类,但需要在类的定义中加以声明,声明时只需在友元的名称前加上关键字friend,其格式如下:
      friend  类型 函数名(形式参数);

      友元函数的声明可以放在类的私有部分,也可以放在公有部分,它们是没有区别的,都说明是该类的一个友元函数。
      一个函数可以是多个类的友元函数,只需要在各个类中分别声明。
      友元函数的调用与一般函数的调用方式和原理一致。

友元类  
      友元类的所有成员函数都是另一个类的友元函数,都可以访问另一个类中的隐藏信息(包括私有成员和保护成员)。       
      当希望一个类可以存取另一个类的私有成员时,可以将该类声明为另一类的友元类。定义友元类的语句格式如下:
      friend class 类名;
      其中:friend和class是关键字,类名必须是程序中的一个已定义过的类。

      例如,以下语句说明类B是类A的友元类:
      class A
      {
             …
      public:
             friend class B;
             …
      };
      经过以上说明后,类B的所有成员函数都是类A的友元函数,能存取类A的私有成员和保护成员。

      使用友元类时注意:
            (1) 
友元关系不能被继承。 
            (2) 友元关系是单向的,不具有交换性。若类B是类A的友元,类A不一定是类B的友元,要看在类中是否有相应的声明。
            (3) 友元关系不具有传递性。若类B是类A的友元,类C是B的友元,类C不一定是类A的友元,同样要看类中是否有相应的申明 

http://www.cppblog.com/twzheng/articles/21020.html

<think>好的,我现在需要回答用户关于C++中函数和类的定义及使用方法的问题。首先,我需要回忆自己关于的知识,并确保理解正确。 首先,函数是什么?根据引用中的内容,函数是一个普通函数,不属于类的成员函数,但可以访问类的私有和保护成员。比如在引用[1]的示例代码中,`geta`函数被声明为类A的,因此可以直接访问A的私有成员a。同时,引用[3]提到函数需要在类内部声明,使用`friend`关键字,然后在类外定义。这一点很重要,声明函数的位置在类的内部,而定义则可以在外部。 然后是类。类意味着另一个类的所有成员函数都可以访问当前类的私有和保护成员。例如,如果类B是类A的类,那么B的所有函数都能访问A的私有成员。这在引用[2]和引用[1]中都有提到,但具体的例子可能需要进一步补充。 接下来,用户可能想知道如何正确使用函数和类。例如,在引用[4]中,提到了函数的定义格式,但用户需要注意函数并不是成员函数,所以定义时不需要使用类作用域运算符(即不需要`类名::`)。不过,这里可能存在混淆,因为引用[4]的说法可能有误,正确的函数定义应该是在类外作为普通函数定义,而不是用类名限定。比如引用[3]中的`showX`函数,定义时并没有使用`MyClass::`,而是直接作为全局函数定义。所以需要纠正引用[4]中的描述,可能是用户引用中的错误信息。 此外,的使用场景和注意事项也需要说明。比如,破坏了封装性,应谨慎使用。通常用于运算符重载或某些需要跨类访问的情况。比如重载`<<`运算符时,常将其声明为函数,以便访问私有成员输出内容。 在回答时,需要结构清晰,分点说明函数和类的定义、使用方法,并给出示例代码。同时,结合引用的内容,正确引用来源,例如引用[1]、引用[3]中的代码示例,引用[2]中的定义解释等。 还要注意用户提供的引用中有可能存在错误,需要仔细核对。例如引用[4]提到的函数定义格式是否准确,根据C++标准,函数如果是全局函数,定义时不需要类名限定,而如果是另一个类的成员函数作为,则定义时需要相应的类名限定。所以可能需要更详细地解释这一点,避免用户误解。 最后,生成相关问题,确保问题与主题相关,能够帮助用户进一步学习,比如的优缺点、使用场景、与成员函数的区别等。</think>### C++函数与类详解 #### 一、函数 1. **定义** 函数是一个**非成员函数**,但被声明为类的后,可以直接访问该类的私有(`private`)和保护(`protected`)成员。通过在类内使用`friend`关键字声明,例如: ```cpp class MyClass { private: int x; public: friend void showX(MyClass obj); // 声明函数[^3] }; ``` - **关键点**:函数不是类的成员函数,没有`this`指针,需通过对象参数访问成员。 2. **用法示例** ```cpp #include <iostream> using namespace std; class A { public: A(int _a) : a(_a) {} friend int geta(A &ca); // 声明函数[^1] private: int a; }; // 定义函数(无需类作用域::) int geta(A &ca) { return ca.a; // 直接访问私有成员a } int main() { A a(3); cout << geta(a) << endl; // 输出3 return 0; } ``` - **说明**:`geta()`在类外定义,但能访问类A的私有成员`a`[^1]。 --- #### 二、类 1. **定义** 类是指一个类(如`B`)被声明为另一个类(如`A`)的后,**类B的所有成员函数**均可访问类A的私有和保护成员。 ```cpp class A { friend class B; // 声明类[^2] private: int secret; }; class B { public: void revealSecret(A &obj) { cout << obj.secret; // 直接访问A的私有成员 } }; ``` 2. **使用场景** - 当两个类需要紧密协作(如数据结构和其迭代器)时。 - 需跨类操作私有数据,但又不希望暴露给全局函数。 --- #### 三、注意事项 1. **封装性破坏** 机制破坏了封装性,过度使用会导致代码耦合性高,应谨慎使用[^3]。 2. **单向性** 关系是单向的。例如,若`B`是`A`的类,`A`不自动成为`B`的。 3. **不可继承** 关系不可继承,子类不会自动成为父类的。 --- #### 四、典型应用场景 1. **运算符重载** 例如重载`<<`运算符实现自定义输出: ```cpp class Point { private: int x, y; public: friend ostream& operator<<(ostream &os, const Point &p); }; ostream& operator<<(ostream &os, const Point &p) { os << "(" << p.x << ", " << p.y << ")"; // 访问私有成员 return os; } ``` 2. **跨类协作** 如树(`Tree`)类与节点(`Node`)类,节点类可能需要访问树的私有成员。 ---
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