友元

最新推荐文章于 2024-12-16 19:53:10 发布
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分类专栏： C++ 文章标签： 友元
本文详细介绍了C++中友元的概念，包括友元函数和友元类，解释了它们如何突破类的封装性来访问私有成员，以及这种特性的优缺点。同时，文章还提供了多种访问类私有成员的方法，如通过类内成员函数和指针，并附有相关链接深入探讨内联函数、宏函数的区别，以及类的默认成员函数等高级话题。

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友元分为：友元函数和友元类

友元函数

友元函数可以直接访问类的私有成员，它是定义在类外部的普通函数，不属于任何类，但需要在类的内部声明，声明时需要加friend关键字。

1.友元函数可访问类的私有成员，但不是类的成员函数
2.友元函数不能用const修饰
3.友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制
4.一个函数可以是多个类的友元函数
5.友元函数的调用与普通函数的调用和原理相同（传参数量）

友元类

友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的非公有成员

友元的优缺点

优点：提高了程序运行效率（功能方法更全）
缺点：破坏了类的封装性和隐藏性

注：

友元关系不能继承
友元关系是单向的，不具有交换性
友元关系不能传递

问：如何访问一个类内的私有成员？

1.友元函数
2.类内成员函数访问私有成员
3.指针（通过计算偏移量）（此处涉及内存对齐）

结构体内存对齐：
https://blog.youkuaiyun.com/Romantic_C/article/details/81224234
内联函数与宏函数的区别：
https://blog.youkuaiyun.com/Romantic_C/article/details/81489479
类的六个默认成员函数、const、static用法：
https://blog.youkuaiyun.com/Romantic_C/article/details/81487133
类对象模型：
https://blog.youkuaiyun.com/Romantic_C/article/details/81480503
引用&指针、传值&传引用&传址的区别：
https://blog.youkuaiyun.com/Romantic_C/article/details/81461338
C++函数重载：
https://blog.youkuaiyun.com/Romantic_C/article/details/81458578

友元：友元可以打破类的封装性，不受权限限制
weixin_43177617的博客
12-15 1580
友元：友元可以打破类的封装性，不受权限限制友元： 友元： 类具有封装性， 权限，友元可以打破类的封装性，不受权限限制 友元函数：c++的普通函数， 不是类的成员函数，如果一个函数被声明为一个类的友元函数， 那么这个函数可以访问这个类的所有成员 优点：不受权限限制可以直接访问类中的任意成员，在一定要程度上可以提高程序效率 缺点：打破类的封装性 声明友元函数格式： friend 返回值数据类型 函数...
友元（友元函数、友元类、类成员函数的友元）
IT_Quanwudi的博客
02-22 3470
友元（友元函数、友元类、类成员函数的友元） （friend）友元机制：允许一个类将对其非公有成员的访问权限授予指定的函数或者类。 我们可以将友元大致分为3类： 友元函数 友元类 类成员函数的友元 一：友元函数 友元函数：是指某些虽然不是类的成员函数，但是能够访问这个类的所有成员的函数。 比如我们下列的代码： #include <iostream> class ...
友员函数和友员类
weixin_34138255的博客
04-26 201
#include<iostream>using namespace std;class Test2//注意友员类的定义放在Test1的之上！！{ friend class Test1;//Test1想直接访问Test2的private参数,所以声明为我是你的朋友！public: Test2(int a, int b){ x = a; y = b; } int ge...
C++友元的三种类型（全局函数做友元，友元类，成员函数做友元）
weixin_48452146的博客
12-16 1216
本文详细介绍了有关友元的一些说明：友元的定义（友元是什么？）、友元的作用、友元的分类及具体实现、创建时的注意事项。以上就是本文的所有内容，友元的主要目的是提供更灵活的访问控制，以便在某些情况下，外部函数或类能够直接操作类的内部数据，当我们需要使用到友元时，我们只需要在类中提前声明就可以，声明时通常是，在前面加关键字friend。
关于友元函数
a simplicity of zone
08-02 807
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。         为了解决上述问题，提出一种使用友元的方案。友元
C++之友元：友元函数和友元类详解
01-20
一、友元介绍我们知道，类的成员函数可以访问同类的其他成员函数，包括公有、私有和保护成员。而类的外部函数只能访问类的公有成员。友元是一种允许非类成员函数访问类的非公有成员的一种机制。可以把一个函数指定为...
友元函数和友元类_友元函数用法_
10-03
标题"友元函数和友元类"涉及到两个核心概念：友元函数和友元类。 **友元函数** 是一个非成员函数，但它被声明为某个类的友元，这意味着它可以直接访问该类的私有和受保护成员。友元函数不是类的成员，因此它们不在...
C++运算符重载 成员函数与友元函数详解
09-05
成员函数和友元函数是两种不同的方法，可以用来实现运算符重载。 **成员函数重载** 成员函数重载是指将运算符作为类的一个成员函数来实现。这样，运算符的操作数之一通常是当前对象（`this`指针）。例如，在上述...
c++友元函数与友元类的深入解析
12-31
友元函数和友元类的需要：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...
友员函数
hhdong123的专栏
12-25 766
#include using namespace std; class Integer{ int n; public: Integer(int x = 0){ n = x; }; friend int sum(Integer& a, Integer &b); friend class Operation; }; int sum(Integer &a, Integ
C++——友元
weixin_50464560的博客
06-19 328
写在前面 类具有封装性，类中的私有数据只有通过该类的成员函数才可以访问。如果在程序中需要访问类的私有成员，就必须通过对象来调用类的成员函数，但是频繁调用成员函数将影响程序运行效率。为解决上述问题，C++提供一种友元机制，友元可以不通过调用成员函数就可以直接访问类的私有数据，以提高程序运行效率。 友元机制在数据封装这堵不透明的墙上开了一个小孔，方便了类外对象进行数据的访问，但是它破坏了封装性，因此友元的使用也要慎重。友元可以是一个普通函数，可以是一个类的成员函数，也可以是一个类。 友元函数 普通函数声明为友元
友元函数
aikozhang1988的博客
07-16 415
1、题目： C++考试正在进行。请设计一个学生类student，学号、本次考试成绩是其私有数据成员，同时有一个计算本次考试平均成绩的友元函数 double average(student *p,int count) 以上类名和友元函数的形式，均须按照题目要求，不得修改。 输入是 学号（[00001,99999]）和成绩，以0结束。（不超过100个学生） 输出是平均成绩。 输入样例： 10...
friend友元
最新发布
07-06
<think>我们正在讨论C++中的友元函数和友元类概念。根据用户的问题，需要解释这两个概念。 引用中并没有直接关于友元的内容，但我们可以根据C++知识进行解释。 注意：用户要求使用中文回答，并且按照系统级指令格式化数学表达式（如果有的话，但本题可能没有数学表达式，所以主要关注代码格式）。 另外，需要生成相关问题。 步骤： 1. 解释友元函数：友元函数是一个非成员函数，但它可以访问类的私有(private)和保护(protected)成员。 2. 解释友元类：一个类可以声明另一个类为其友元，这样友元类就可以访问该类的私有和保护成员。 3. 注意：友元关系是单向的，不具有传递性（即A是B的友元，B是C的友元，并不意味A是C的友元）。 4. 友元破坏了封装性，因此应谨慎使用。 同时，我们将按照要求生成相关问题。 由于用户的问题中要求使用中文，所以整个回答用中文。 代码部分使用代码块格式。 注意：引用标识的使用。由于我们参考了C++的一般知识，但引用中并没有直接相关的内容，因此我们可以不添加引用标识，或者如果引用中的某些内容相关（比如静态成员）可以适当提及，但友元与静态成员无关。因此，我们主要根据知识回答，不强制添加引用标识。 但是，在回答中，我们可以提到友元函数与成员函数的区别（例如，成员函数有this指针，而友元函数没有），这时可以引用[4]中提到的静态成员函数也没有this指针，但注意友元函数不是静态成员函数，它们是非成员函数。因此，我们可以对比说明。 回答结构： 1. 友元函数 2. 友元类 3. 注意事项 4. 示例代码 5. 生成相关问题 示例代码将包括一个友元函数和一个友元类的例子。</think>### C++ 友元函数与友元类详解 #### 一、核心概念 友元（friend）是 C++ 中打破封装性的特殊机制，允许**外部函数或类访问私有成员**。主要特点： 1. **单向授权**：友元关系不可传递（A 授权 B ≠ B 自动授权 A） 2. **非继承性**：友元关系不被派生类继承 3. **精准控制**：可单独声明特定函数/类为友元 4. **语法形式**：使用 `friend` 关键字声明 #### 二、友元函数 **定义**：非成员函数访问类私有数据 ```cpp class BankAccount { private: double balance; // 私有成员 friend void audit(BankAccount&); // 友元声明 }; // 友元函数实现（无需 BankAccount::） void audit(BankAccount& acc) { std::cout << "审计访问余额: " << acc.balance; // 直接访问私有成员 } ``` **典型应用场景**： - 运算符重载（如 `<<` 流操作符） ```cpp friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyClass& obj); ``` #### 三、友元类 **定义**：整个类访问另一类的私有成员 ```cpp class Sensor { private: int rawData; // 私有数据 friend class DataProcessor; // 友元类声明 }; class DataProcessor { public: void calibrate(Sensor& s) { s.rawData += 10; // 直接访问 Sensor 的私有成员 } }; ``` **关键限制**： - 友元关系**不对称**：`DataProcessor` 可访问 `Sensor`，反之不成立 - **不继承**：`DataProcessor` 的派生类不能访问 `Sensor` 私有成员 #### 四、注意事项与最佳实践 1. **封装破坏**：过度使用会导致代码耦合（建议优先用公有接口） 2. **前置声明**：友元类需提前声明 ```cpp class DataProcessor; // 前置声明 class Sensor { friend class DataProcessor; ... }; ``` 3. **模板特化**：友元声明在类模板中需特殊处理[^2] ```cpp template<typename T> class Box { friend void inspect<T>(Box<T>&); // 模板友元 }; ``` 4. **与静态成员对比**：友元函数无 `this` 指针，静态成员函数有类作用域但无 `this` 指针[^4] #### 五、典型错误示例 ```cpp class A { friend class B; int secret; }; class B { public: void leak(A a) { std::cout << a.secret; } // 合法 }; class C : public B { public: void fail(A a) { std::cout << a.secret; // 错误！友元关系不继承 } }; ```
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