C++基础知识学习记录—友元

1、友元

定义：

类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，仅能通过类的成员函数才能读写。如果数据成员定义为公共的，则又破坏了封装性。但是某些情况下，需要频繁读写类的数据成员，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。

友元是一种定义在类外部的普通函数，但他需要在类体内进行说明，为了和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，但是他能够访问类中的私有成员。

作用：

在于提高程序的运行效率，但是，他破坏了类的封装性和隐藏性，使得非成员函数能够访问类的私有成员。导致程序维护性变差，因此使用友元要慎用。

友元使用分类：

● 友元函数

● 友元类

● 友元成员函数

2、友元函数

友元函数是友元最常见的使用方式，是一个在类内说明，类外定义的普通函数，并不是类内的成员函数，它可以访问某个类中所有的成员。

需要注意的是：

1、友元函数没有this指针，因为它不是类内函数，参数是对象的引用(Person &p1),用于访问类中成员

2、友元的声明可以在类内的任何位置，不受权限修饰符的影响。

3、理论上友原函数可以同时访问多个类的成员，只需要在每个类中说明友元关系。

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
private:
    int a;
public:
    Test(int a)
        :a(a){   }

    void show()
    {
        cout << a << " 成员函数打印 " << &a << endl;
    }

    //友元函数只能类内申明，类外定义
    friend void test_friend(Test&);

};

void test_friend(Test& t)
{
    cout << t.a << " 友元函数打印 " << &t.a << endl;
    t.show();

}
int main()
{

    Test t1(510);
    test_friend(t1);

    return 0;
}

3、友元类

概念：

当一个类B成为了另一个类A的“朋友”时，类A的成员可以被类B访问，这样就把类B称为类A的友元类。

需要注意的是：

● 友元关系是单向的，不具有交换性

● 友元关系不具有传递性

● 友元关系不能被继承

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class A
{
private:
    int a;
    int b;
public:
    A(int a,int b)
        :a(a),b(b){   }

    //友元类声明
    friend class B;
};

class B
{
private:
    string str;
public:
    B(string str)
        :str(str){  }

    void fun(A& a1)
    {
        cout << a1.a << " " << &a1.a << endl;
        a1.b++;
        cout << a1.b << endl;
    }
};
int main()
{
    A aa(69,10);
    B bb("nancy");
    bb.fun(aa);

    return 0;
}

4、友元成员函数

可以使类B的某个成员函数成为类A的友元成员函数，这样这个成员函数就能在类A的外部访问类A的所有成员。

实现步骤：
1、先有友元成员函数所在的类B
2、在类B中对友元成员函数进行声明
3、在类A中，对使用friend对友元函数进行友元说明
4、在友元成员函数中访问类A中的私有成员

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class A;
class B;

//1、先有友元成员函数所在的类B
class B
{
public:
    //2、友元成员函数 必须类内声明，类外定义
    void fn1(A& a);
};

class A
{
private:
    int num;
public:
    A(int num)
    {
        this->num=num;
    }
    //3、友成员函数的友元说明
    friend void B::fn1(A &a);
};
//4、友元成员函数的类外定义
void B::fn1(A& a)
{
    cout << a.num << endl;
}
int main()
{
    A a(69);
    B b;
    b.fn1(a);

    return 0;
}