原文地址:
http://www.quanxue.cn/JC_CLanguage/Cpp/Cpp14.html
类的外部,也就是通过实例来访问私有(private)或保护(protected)成员,这是被禁止的。但从实用性来说,的确有时很需要在外部访问,C++增加了一种称之为“友元(friend)”函数的申明,将“特权”赋给一些函数(可以是全局函数,也可以是其它类的成员函数),使之能够访问该类的私有和保护成员。
友元函数必须在类里面申明,而且友元函数一定不是该类的成员函数。因此,这样的“特权”实际上已经不是完全的面向对象设计了,当然,我们也可以不用它。另外,友元函数的申明在派生类无效,除非派生类中再申明一次,当然类型转换为基类时,使用没有任何问题。
一、全局函数作友元
要使用全局函数作友元函数,也就是说全局函数中要使用当前这个类的实例,因此,全局函数的定义必须放在这个类的后面,否则,编译时这个类的实例就成了未定义的数据类型了。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class ca {
string id;
void setId(string s) {
id = s;
}
protected:
string name;
void setName(string s) {
name = s;
}
public:
void print() {
cout << id << " " << name << " " << endl;
}
friend void fun(ca& a); //申明全局函数作友元,允许它访问私有保护成员
};
class derive : public ca { }; //ca类的派生类
void fun(ca& a) { //作友元的函数要定义在那个类的后面
a.id = "987"; //这是ca类的私有成员
a.setName("xyz"); //这是ca类的保护成员
}
int main ( )
{
ca a;
//a.fun(...); //友元函数不是当前类的成员函数,所以这句编译出错
fun(a);
a.print();
derive d;
fun(d); //作参数时,类型转换为ca类
d.print();
return 0;
}
二、其它类的成员函数作友元
别的类的成员函数作友元,也就是说这2个类相互调用,这样无论谁定义在前在后,编译时都有冲突。要解决这个问题,只要将类的申明、定义、实装分开就可以了。请注意例子中的解说。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class ca; //事先申明ca类,确保cb类的定义不出错
class cb { //在ca类之前定义cb类,确保在ca类里申明cb的test()作友元时不出错
public:
void test(ca& a); //由于ca类事先申明,这儿不出错
};
class ca {
string id;
void setId(string s) {
id = s;
}
protected:
string name;
void setName(string s) {
name = s;
}
public:
void print() {
cout << id << " " << name << " " << endl;
}
friend void cb::test(ca& a); //申明cb类的test()函数作友元,允许它访问私有保护成员
};
void cb::test(ca& a) { //作友元的成员函数的实装必须在ca类的后面,否则ca类的成员就未定义了。
a.id = "123"; //这是ca类的私有成员
a.setName("abc"); //这是ca类的保护成员
}
int main ( )
{
ca a;
cb b;
b.test(a);
a.print();
return 0;
}
三、运算符重载中使用友元
下面将上一章最后一个例子稍作修改,操作符重载由类的函数改为全局函数,也就是说,这个运算符不是这个类的,而是正常使用的操作符。注意重载函数的写法与上一章略有不同。不过,改为友元方式其实并没有必要,纯粹是为了讲解“友元”的用法。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class rect {
int x1, y1, x2, y2; //矩形座标
public:
rect() {
x1 = 0, y1 = 0, x2 = 0, y2 = 0;
}
rect(int m1, int n1, int m2, int n2) {
x1 = m1, y1 = n1, x2 = m2, y2 = n2;
}
void print() {
cout << " x1=" << x1;
cout << " y1=" << y1;
cout << " x2=" << x2;
cout << " y2=" << y2;
cout << endl;
}
//rect operator++(); //这是类的运算符的重载
friend rect operator++(rect &ob); //这是全局运算符的重载
};
rect operator++(rect &ob) {
ob.x1++, ob.y1++;
ob.x2++, ob.y2++;
return ob;
}
int main ( )
{
rect r(12, 20, 50, 40);
r.print();
rect obj;
obj = r++;
obj.print();
return 0;
}
并不是所有操作符都可以定义成“友元”,例如“=”就不能用“友元”方式重载。
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