C++深度剖析学习总结 21 友元的的概念

Posted 2021-06-01 是CodeAllen

在 C++ 中，一个类中可以有 public、protected、private 三种属性的成员，通过对象可以访问 public 成员，只有本类中的函数可以访问本类的 private 成员。现在，我们来介绍一种例外情况——友元（friend）。借助友元（friend），可以使得其他类中的成员函数以及全局范围内的函数访问当前类的 private 成员。

friend 的意思是朋友，或者说是好友，与好友的关系显然要比一般人亲密一些。我们会对好朋友敞开心扉，倾诉自己的秘密，而对一般人会谨言慎行，潜意识里就自我保护。在 C++ 中，这种友好关系可以用 friend 关键字指明，中文多译为“友元”，借助友元可以访问与其有好友关系的类中的私有成员。如果你对“友元”这个名词不习惯，可以按原文 friend 理解为朋友。

 

1.友元的概念

什么是友元？

友元是C++中的一种关系

友元关系发生在函数与类之间或者类与类之间

友元关系是单项的，不能传递

2.友元的用法

在类中以friend关键字声明友元

类的友元可以是其他类或者具体函数

友元不是类的一部分

友元不受类中访问级别的限制

友元可以直接访问具体类的所有成员

 

3.友元的语法

在类中用friend关键字对函数或类进行声明

 

将非成员函数声明为友元函数。

#include <iostream>
using namespace std;

class Student{
public:
    Student(char *name, int age, float score);
public:
    friend void show(Student *pstu);  //将show()声明为友元函数
private:
    char *m_name;
    int m_age;
    float m_score;
};

Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){ }

//非成员函数
void show(Student *pstu){
    cout<<pstu->m_name<<"的年龄是 "<<pstu->m_age<<"，成绩是 "<<pstu->m_score<<endl;
}

int main(){
    Student stu("小明", 15, 90.6);
    show(&stu);  //调用友元函数
    Student *pstu = new Student("李磊", 16, 80.5);
    show(pstu);  //调用友元函数

    return 0;
}

运行结果：
小明的年龄是 15，成绩是 90.6
李磊的年龄是 16，成绩是 80.5

 

4.友元的尴尬

友元是为了兼顾C语言的高效而诞生的

友元直接破坏了面对对象的封装性

友元在实际产品中的高效是得不偿失的

友元在现代软件工程中已经逐渐被遗弃（因为导致封装特性被破坏了）

 

5.注意事项

友元关系不具备传递性

类的友元可以是其他类的成员函数

类的友元可以是某个完整的类

所有的成员函数都是友元

 

将其他类的成员函数声明为友元函数

#include <iostream>
using namespace std;

class Address;  //提前声明Address类

//声明Student类
class Student{
public:
    Student(char *name, int age, float score);
public:
    void show(Address *addr);
private:
    char *m_name;
    int m_age;
    float m_score;
};

//声明Address类
class Address{
private:
    char *m_province;  //省份
    char *m_city;  //城市
    char *m_district;  //区（市区）
public:
    Address(char *province, char *city, char *district);
    //将Student类中的成员函数show()声明为友元函数
    friend void Student::show(Address *addr);
};

//实现Student类
Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){ }
void Student::show(Address *addr){
    cout<<m_name<<"的年龄是 "<<m_age<<"，成绩是 "<<m_score<<endl;
    cout<<"家庭住址："<<addr->m_province<<"省"<<addr->m_city<<"市"<<addr->m_district<<"区"<<endl;
}

//实现Address类
Address::Address(char *province, char *city, char *district){
    m_province = province;
    m_city = city;
    m_district = district;
}

int main(){
    Student stu("小明", 16, 95.5f);
    Address addr("陕西", "西安", "雁塔");
    stu.show(&addr);
   
    Student *pstu = new Student("李磊", 16, 80.5);
    Address *paddr = new Address("河北", "衡水", "桃城");
    pstu -> show(paddr);

    return 0;
}

 

小结

友元是为了兼顾C语言的高效而诞生的

友元直接破坏了面向对象的封装性

友元关系不具备传递性

类的友元可以是其他类的成员函数

类的友元可以是某个完整的类