成员函数 友元函数 一般函数的 区别

本文通过一个C++程序示例,详细介绍了成员函数、友元函数和一般函数的区别及其实现方式。展示了如何使用这三种类型的函数来访问类的私有成员,并对比了它们在访问权限和调用方式上的不同。
/*
  *Copyright(c)2016,烟台大学计算机与控制工程学院
  *All rights reserved
  *文件名称:123.cpp
  *作    者:隋宗涛
  *完成日期:2016年5月8日
  *版 本 号:v1.0
  *
  *问题描述:阅读下面的程序,体会注释中的说明。
*/

//例:使用成员函数、友元函数和一般函数的区别
#include <iostream>
using namespace std;
class Time
{
public:
    Time(int h,int m,int s):hour(h),minute(m),sec(s) {}
    void display1();    //display1是成员函数
    friend void display2(Time &);  //display2是友元函数
    int getHour(){return hour;}
    int getMinute(){return minute;}
    int getSec(){return sec;}
private:
    int hour;
    int minute;
    int sec;
};
void Time::display1()  //成员函数display1的实现,dispaly1前加Time::
{
    //以hour形式直接访问私有数据成员,实质是this->hour形式
    cout<<hour<<":"<<minute<<":"<<sec<<endl;
}
void display2(Time &t)  //友元函数dispaly2的实现,不加Time::,友元并不是类的成员
{
    //虽然不是类的成员函数,却可以用t.hour的形式直接访问私有数据成员——这就是友元
    cout<<t.hour<<":"<<t.minute<<":"<<t.sec<<endl;
}
void display3(Time &t)  //display3是一般函数,dispaly3前不加Time::
{
    //不能直接访问,只能用公共接口t.getHour()形式访问私有数据成员
    cout<<t.getHour()<<":"<<t.getMinute()<<":"<<t.getSec()<<endl;
}
int main()
{
    Time t1(10,13,56);
    t1.display1();  //成员函数这样调用:对象名.函数名()
    display2(t1);   //友员函数的调用和一般函数无异(但实现中可以不同)
    display3(t1);   //一般函数的调用
    return 0;
}

运行结果:

成员函数友元函数都是C++中访问类私有数据的机制,但它们之间有一些关键区别: 1. **作用范围**: - **成员函数**(Member Function):这是类自身的一部分,可以直接访问类的私有保护成员变量。它们通常用于操作类的状态。只有声明为公有的成员函数才能从类的外部访问。 - **友元函数**(Friend Function):并非类的组成部分,而是外部定义的一个函数,它被直接指定为某个类的友元。友元函数可以访问该类的所有私有保护成员。 2. **声明位置**: - **成员函数**:必须在类内部声明,可以在类体内的任何地方,包括构造函数析构函数内。 - **友元函数**:既可以放在类体外,也可以在类体内的其他部分声明,但通常是在类外面定义。 3. **所有权**: - **成员函数**:属于类的一部分,由类控制其访问权限。 - **友元函数**:不属于类,不是类的组成部分,所以友元函数不能继承,也不能作为虚函数。 4. **生命周期**: - **成员函数**:随着类的创建销毁而存在。 - **友元函数**:独立于类,不会因为类的销毁而消失。 5. **访问权限**: - **成员函数**:通常按照封装原则,控制对私有成员的访问。 - **友元函数**:不受此限制,能访问类的所有私有受保护成员。 6. **模板应用**: - **成员函数**:可以像普通函数一样接受模板参数。 - **友元函数**:同样可以接收模板参数,但友元函数的模板实例化需要显式指定。 总结来说,成员函数是类的内置工具,用于操作类的对象,而友元函数则是为了某些特殊场景(如实现特定的日志功能),突破了正常封装规则的访问方式。
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