掌握C++对象数组与友元函数的秘密

背景简介

在C++编程中，对象数组和友元函数是两个重要的概念。对象数组允许我们创建和管理同一类类型的一系列对象，而友元函数则为非成员函数提供了访问类私有成员的权限。本文将通过实际代码示例，深入讲解这两个概念，并探讨它们在实际编程中的应用。

标题1：对象数组在C++中的应用

对象数组是将同一类型的多个对象存储为一个数组的形式。通过对象数组，我们可以有效地管理具有相似性质的对象集合。

子标题：对象数组的声明与使用

在C++中，对象数组的声明与普通数组类似。例如，声明一个 Employee 类型的数组来存储不同类型员工的对象：

Employee manager[3];    // 存储管理者对象的数组
Employee foreman[15];   // 存储领班对象的数组
Employee worker[75];    // 存储工人对象的数组

每个数组元素都是 Employee 类的对象，可以通过数组索引来访问。访问对象的成员函数，比如 putdata() ，可以按照以下方式进行：

manager[i].putdata(); // 调用第i个管理者对象的putdata()函数

对象数组在内存中的存储方式与普通数组相同，对象的成员函数则被所有对象共享。

子标题：对象数组的内存存储

对象数组中的每个对象实际上都是连续存储在内存中的。这与多维数组不同，对象数组仅创建对象数据项的空间，而成员函数则存储一次，并被所有对象使用。这种方式提高了内存的使用效率。

标题2：友元函数的秘密

友元函数是C++中一个特殊的功能，它允许一个函数访问另一个类的私有成员。

子标题：友元函数的声明与定义

要使一个函数成为类的友元，我们需要在类定义中使用 friend 关键字声明它：

class Employee {
    friend void report(const Employee&); // 声明友元函数
    // ...
};

友元函数不是类的成员，因此它不能直接访问类的成员名称。它必须使用对象名和点成员运算符来访问私有成员。

子标题：友元函数的权限与限制

尽管友元函数不是类的成员，但它可以访问类的私有和保护成员，就像它是类的一个成员函数一样。不过，友元函数必须被明确地声明为友元，并且只能访问它所声明为友元的类的成员。

总结与启发

对象数组和友元函数是C++中的强大工具，它们提供了一种管理对象集合和共享类内部数据的方法。通过对象数组，我们可以轻松地处理多个同类型对象；而友元函数则为我们提供了一种在不破坏封装性的前提下，与其他类共享功能的方式。

在未来的编程实践中，合理利用对象数组和友元函数可以显著提高代码的效率和可维护性。同时，了解它们的内存存储机制和访问权限对于编写高质量的C++代码至关重要。