友元

一、友元。
在生活中,你的家有客厅(public),有你的卧室(private)
客厅所有来的客人都可以进去,但是你的卧室是私有的,也就是说只有你才能进去,但是呢,你也可以允许你的好闺蜜好基友进去。

在程序中,有些私有的属性也想让类外特殊的一些函数或者类进行访问,就需要用到友元的技术。
友元的目的就是让一个函数或者类访问另外一个类中的私有成员。
友元的关键字为:friend

友元的三种实现:
1)全局函数做友元。
2)类做友元。
3)成员函数做友元。

二、全局函数做友元。
#include <iostream>
using namespace std;

//全局函数做友元

//建筑物类
class Building{
    friend void goodGay(Building &b);

public:
    Building()
    {
        m_SittingRoom = "客厅";
        m_BedRoom = "卧室";
    }

public:
    string m_SittingRoom;  //客厅

private:
    string m_BedRoom; //卧室
};

void goodGay(Building &b)
{
    //公共权限的客厅可以访问。
    cout << "好基友全局函数正在访问:" << b.m_SittingRoom << endl;

    //私有权限的卧室不可以访问。
    cout << "好基友全局函数正在访问:" << b.m_BedRoom << endl;

    //如果想让好基友能够访问卧室,那么就必须提前告诉类,这个goodGay是你的好朋友。
    //如何设置?
    //将goodGay函数头拷贝到类中,并在函数前面添加上一个friend。
}

int main()
{
    Building b;  //实例化你的房子叫b
    goodGay(b);

    return 0;
}


三、类做友元。
#include <iostream>
using namespace std;

//类做友元。
class Building{
    //告诉这个Building类,GoodGay这个类是自己的好朋友
    friend class GoodGay;

public:
    Building()
    {
        m_SittingRoom = "客厅";
        m_BedRoom = "卧室";
    }

public:
    string m_SittingRoom;  //客厅

private:
    string m_BedRoom;  //卧室
};

class GoodGay{
public:
    void visit()  //参观函数中尝试访问Building中的东西
    {
        cout << "好基友类正在访问:" << b.m_SittingRoom << endl;
        cout << "好基友类正在访问:" << b.m_BedRoom << endl;  //访问失败
    }

    //建筑物类对象
    Building b;
};

int main()
{
    GoodGay g;
    g.visit();

    return 0;
}

四、成员函数做友元。

#include <iostream>
using namespace std;

//成员函数做友元
class Building;
class GoodGay{
public:
    GoodGay();
    void visit();
    void visit2();
    Building *b;
};

//建筑物类
class Building{
    friend void GoodGay::visit();

public:
    Building()
    {
        m_SittingRoom = "客厅";
        m_Bedroom = "卧室"; 
    }

public:
    string m_SittingRoom; //客厅
private:
    string m_Bedroom;  //卧室
};

GoodGay::GoodGay()
{
    b = new Building;
}

void GoodGay::visit()
{
    cout << "好基友类visit成员函数正在访问:" << b->m_SittingRoom << endl;
    cout << "好基友类visit成员函数正在访问:" << b->m_Bedroom << endl;
}

void GoodGay::visit2()
{
    cout << "好基友类visit2成员函数正在访问:" << b->m_SittingRoom << endl;
    cout << "好基友类visit2成员函数正在访问:" << b->m_Bedroom << endl;
}

int main()
{
    GoodGay g;
    g.visit();

    return 0;
}


 

<think>好的,我现在需要回答用户关于C++中友元函数和友元类的定义及使用方法的问题。首先,我需要回忆自己关于友元的知识,并确保理解正确。 首先,友元函数是什么?根据引用中的内容,友元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的友元,因此可以直接访问A的私有成员a。同时,引用[3]提到友元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,声明友元函数的位置在类的内部,而定义则可以在外部。 然后是友元类。友元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的友元类,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友元函数和友元类。例如,在引用[4]中,提到了友元函数的定义格式,但用户需要注意友元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,正确的友元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,友元的使用场景和注意事项也需要说明。比如,友元破坏了封装性,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,常将其声明为友元函数,以便访问私有成员输出内容。 在回答时,需要结构清晰,分点说明友元函数和友元类的定义、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]提到的友元函数定义格式是否准确,根据C++标准,友元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友元,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,比如友元的优缺点、使用场景、与成员函数的区别等。</think>### C++友元函数与友元类详解 #### 一、友元函数 1. **定义** 友元函数是一个**非成员函数**,但被声明为类的友元后,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); // 声明友元函数[^3] }; ``` - **关键点**:友元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); // 声明友元函数[^1] private: int a; }; // 定义友元函数(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、友元类 1. **定义** 友元类是指一个类(如`B`)被声明为另一个类(如`A`)的友元后,**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; // 声明友元类[^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** 友元机制破坏了封装性,过度使用会导致代码耦合性高,应谨慎使用[^3]。 2. **单向性** 友元关系是单向的。例如,若`B`是`A`的友元类,`A`不自动成为`B`的友元。 3. **不可继承** 友元关系不可继承,子类不会自动成为父类的友元。 --- #### 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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