啃书《C++ Primer Plus》面向对象部分友元 ——友元函数、友元类、友元成员函数

最新推荐文章于 2022-05-21 19:25:53 发布

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#c++ #编程语言 #类 #封装

友元，顾名思义，是某个类的“朋友”。这个朋友角色的特殊之处在于它可以访问类中所有的成员，包括私有、保护和公有的成员函数和成员变量。这似乎违背了类的封装特性，但这就是友元作为单独的机制出现的原因。有些类需要与其他类进行~~深♂度~~ 互动，有些函数需要遍历所有类中的成员，这些都是数据封装的例外情况，但也是程序设计中真实会发生的情况。针对这类情况，友元的作用就得以体现了。

在C++中类的友元共有三大类型：

友元类
友元函数
友元成员函数

友元的声明

友元的使用情况具有特殊性，所以所有的友元关系都是单方面的，并且采用授权制。即仅允许一个类设置其他类或函数成为友元，不允许外界将它设置成为友元。
打个比方，封装好的数据有相当一部分都是私有的（private），属于私人的东西仅可以由他自己单方面授权给其他人看，而不允许其他人自作主张的将别人作为友元并且翻看它的私人物品。

由于友元仅表示类与函数或类与其他类的特殊关系，因此友元的声明不存在访问控制。也就是说友元的声明可以出现在类中的任意地方而不必考虑是否在public还是在private下。

将某元素声明成为类的友元，只需要使用关键字friend进行修饰即可：

友元函数

一个类可以将一个普通的函数当做友元，允许这个函数访问该类的内部成员。声明方法为：friend 返回类型函数名(参数列表);

如下面程序：

#include<iostream>
using namespace std;
class A{
   
   
    friend void print(const A&); //为类A设置友元函数print，允许其访问A类的所有成员 
public:
    A(int k = 99):k(k){
   
   }
private:
    int k;
};
void print(const A& a)
{
   
   
    cout << a.k;	//打印A类对象的私有成员k
}
int main()
{
   
   
    A a;
    print(a);
}

结果如下：
在这里插入图片描述
友元函数的一种常见使用，就是在类外重载<<符号以配合cout使用，达到输出对象内容和连续使用的目的。

#include<iostream>
using namespace std;
class A{
   
   
    friend ostream& operator<<(ostream&,const A&);		//声明重载运算符<<函数为友元函数
public:
    A(int k,int a):k(k),a(a){
   
   }
private:
    int k;
    int a;
};
ostream& operator<<(ostream &os,const A &a)			//在重载运算符<<函数中打印A类对象的内容并返回ostream对象引用以连续打印
{
   
   
    os << "the value of k is " << a.k << endl;
    os << "the value of a is " << a.a << endl;
    os << "-----------------" << endl;
    return os;
}
int main()
{
   
   
    A a1(10,20);
    A a2(30,50);
    A a3(99,100