十、友元

采用类的机制后实现了数据的隐藏与封装,类的数据成员一般定义为私有成员,成员函 数一般定义为公有的,依此提供类与外界间的通信接口。但是,有时需要定义一些函数,这 些函数不是类的一部分,但又需要频繁地访问类的数据成员,这时可以将这些函数定义为该 函数的友元函数。除了友元函数外,还有友元类,两者统称为友元。友元的作用是提高了程 序的运行效率(即减少了类型检查和安全性检查等都需要时间开销),但它破坏了类的封装 性和隐藏性,使得非成员函
数可以访问类的私有成员。

友元可以是一个函数,该函数被称为友元函数;友元也可以是一个类,该类被称为友元类。

1.友元函数

class Point;

class PointManager{

public:
     double PointDistance(Point &p1,Point &p2);
};


class Point{

public:
   Point(int x,int y){
               this->x = x;
               this->y = y;
            }
   void printPoint(){
         cout<<"x = "<<x<<",y = "<<y<<endl;
           }

   int getX(){
              return this->x;
           }
   int getY(){
              return this->y;
          }
   //Point类认为全局函数（类外部的函数）PointDistance2是我的一个哥们
   //这个函数可以使用我的私有成员
   friend double PointDistance2(Point &p1,Point &p2);

   //声明一个其他类的成员函数为自己的友元
   friend double PointManager::PointDistance(Point &p1,Point &p2);//PointManager必须放上面

private:
  //friend double PointDistance2(Point &p1,Point &p2)放哪无所谓
    int x;
    int y;
};


//1.通过全局方式
//如果发现有一个方式 是全局的不是类自己的成员函数
double PointDistance(Point &p1,Point &p2)
{
      int dd_x = p1.getX() - p2.getX();
      int dd_y = p1.getY() - p2.getY();

      return sqrt(dd_x * dd_x +dd_y * dd_y);
}

double PointDistance2(Point &p1,Point &p2)
{
      int dd_x = p1.x - p2.x;
      int dd_y = p1.y - p2.y;

      return sqrt(dd_x * dd_x +dd_y * dd_y);
}

//声明必须在Point之前，否则Point里面不知道PointManager是谁
//同理，虽然告诉了PointManager有Point这个类，但是如果在上面定义的话，编译器只知道Point是谁，不知x,y是谁，所以定义要放在后面
 double PointManager::PointDistance(Point &p1,Point &p2){
      int dd_x = p1.x - p2.x;
      int dd_y = p1.y - p2.y;
      return sqrt(dd_x * dd_x +dd_y * dd_y);
   }



int main(){
     Point p1(1,2);
     Point p2(0,0);

  cout<<"两点的距离是"<<PointDistance(p1,p2)<<endl;
  cout<<"两点的距离是"<<PointDistance2(p1,p2)<<endl;
}

2.友元对象

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。定义友元类的语句格式如下:

friend class 类名;
其中:friend 和 class 是关键字,类名必须是程序中的⼀一个已定义过的类。

例如,以下语句说明类B是类A的友元类:

class A
{
  ...
  public:
      friend class B;
      ...
};

经过以上说明后,类 B 的所有成员函数都是类 A 的友元函数,能存取类 A的私有 成员和保护成员。

class A
{
  public: 
    void Test(){
         }
  private:
     int x,y;
     //声明B类是A类的友元，那么B就可以访问A的私有成员！
     friend Class B;//放private和public不影响
}

class B
{
   public:
     void Test(){
        A a;
        printf("x=%d,y=%d".a.x,a.y);
    }
}

3.总结

3.1声明位置

友元声明以关键字 friend 开始,它只能出现在类定义中。因为友元不是授权类的成员,所以它不受其所在类的声明区域 public private 和 protected 的影响。通常我们 选择把所有友元声明组织在一起并放在类头之后.

3.2友元的利弊

友元不是类成员,但是它可以访问类中的私有成员。友元的作用在于提高程序的运 行效率,但是,它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。不过,类的访问权限确实在某些应用场合显得有些呆板,从而容忍了友元这一特别语法 现象。

3.3注意事项

• 友元关系不能被继承。
• 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声明。