friend关键字

友元函数

友元函数是可以直接访问类的私有成员的非成员函数。它是定义在类外的普通函数,它不属于任何类,但需要在类的定义中加以声明,声明时只需在友元的名称前加上关键字friend。

friend 类型 函数名(形式参数);

  • 友元函数的声明可以放在类的私有部分,也可以放在公有部分,它们是没有区别的,都说明是该类的一个友元函数。
  • 一个函数可以是多个类的友元函数,只需要在各个类中分别声明。
  • 友元函数的调用与一般函数的调用方式和原理一致。

优缺点

  • 可提高性能,如:用友元函数重载操作符和生成迭代器类
  • 破坏了类的封装性和隐藏性,使得非成员函数可以访问类的私有成员。

运算符friend重载和成员重载

  • 成员重载只有一个参数,并且左侧变量必须为类的对象。
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    class Complex{
    Complex operator+(int &c2);// 声明重载运算符的函数
    }
    // 定义重载运算符的函数
    Complex Complex::operator+(int &c2){
    }
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Complex c1;
Complex c2;
c2 = c1 + 2;
//c2 = 2 + c1; // 错误
  • 友元重载两个参数,不存在上述限制。
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    class Complex{
    friend Complex operator + (int &c1,Complex &c2); // 声明重载函数作为友元函数
    };
    // 定义作为友元函数的重载函数
    Complex operator + (int &c1,Complex &c2){
    }
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Complex c1;
Complex c2;
//c2 = c1 + 2; // 错误,必须重载Complex operator+(Complex &c, int &i)
c2 = 2 + c1; //正确

C++规定,有的运算符(如赋值运算符、下标运算符、函数调用运算符)必须定义为类的成员函数,有的运算符则不能定义为类的成员函数(如流插入“<<”和流提取运算符“>>”、类型转换运算符)。

但考虑到各方面的因素,一般将单目运算符重载为成员函数,将双目运算符重载为友元函数。

  • 单目运算符:单目运算符只有一个操作数,如!a,-b,&c,*p,还有最常用的++i和—i等。
  • 双目运算符:双目运算符有两个操作数,通常在运算符的左右两侧

详情参考:http://c.biancheng.net/cpp/biancheng/view/217.html

友元类

友元类的所有成员函数都是另一个类的友元函数,都可以访问另一个类中的隐藏信息(包括私有成员和保护成员)。当希望一个类可以存取另一个类的私有成员时,可以将该类声明为另一类的友元类。

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class A
{
public:
friend class B;
};
  • 友元关系不能被继承。假如类B是类A的友元,类C继承于类A,那么友元类B是没办法直接访问类C的私有或保护成员。
  • 友元关系是单向的,不具有交换性。若类B是类A的友元,类A不一定是类B的友元,要看在类中是否有相应的声明。
  • 友元关系不具有传递性。若类B是类A的友元,类C是B的友元,类C不一定是类A的友元,同样要看类中是否有相应的申明。