C++编程法则100条friend友元函数

Posted 2023-03-12 奇妙之二进制

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💂关于作者: 曾就职于国内知名安防上市公司，现就职于国内知名AMR机器人公司，担任高级系统软件工程师。2020年至今保持CSDN博客专家，CSDN C/C++领域优质创作者头衔。全网5万+粉丝。十载寒冰，难凉热血；多年过去，历经变迁，物是人非。 然而，对于技术的探索和追求从未停歇。 💪坚持创作，热衷分享，初心未改，继往开来！

文章目录

• • 定义
  • friend有几个特点
  • 友元的常见用途

定义

friend关键字用于将函数（可以是普通函数，类成员函数，甚至是构造、析构函数）或者类声明为类的朋友，作为朋友，它可以直接访问类的私有和保护成员，公有成员自然不必说。

换言之，friend打破了权限访问控制的限制，也有人说friend破坏了数据的封装。

class Y

    int data; // private member
 
    // the non-member function operator<< will have access to Y's private members
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Y& o);
    friend char* X::foo(int); // members of other classes can be friends too
    friend X::X(char), X::~X(); // constructors and destructors can be friends
;
 
// friend declaration does not declare a member function
// this operator<< still needs to be defined, as a non-member
std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Y& y)

    return out << y.data; // can access private member Y::data

通常在类里面书写friend声明，在类外补充实现。当然，如果是普通函数，也可以直接在声明为friend的同时补全实现。

class X

    int a;
 
    friend void friend_set(X& p, int i)
    
        p.a = i; // this is a non-member function
    
public:
    void member_set(int i)
    
        a = i; // this is a member function
    
;

friend有几个特点

• 无法传递，朋友的朋友不是朋友
• 朋友的儿子不是朋友

友元的常见用途

友元经常用于操作符重载函数，在某些场景下，操作符重载函数不能是类的成员函数，例如cout << "xx";。因为成员函数的第一个参数默认是this指针，像cout<< “xx”，操作符<<的第一个参数是cout对象。

#include <iostream>
#include <sstream>
 
class MyClass

    int i;                   // friends have access to non-public, non-static
    static inline int id6; // and static (possibly inline) members
 
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const MyClass&);
    friend std::istream& operator>>(std::istream& in, MyClass&);
    friend void change_id(int);
public:
    MyClass(int i = 0) : i(i) 
;
 
std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const MyClass& mc)

    return out << "MyClass::id = " << MyClass::id << "; i = " << mc.i;

 
std::istream& operator>>(std::istream& in, MyClass& mc)

    return in >> mc.i;

 
void change_id(int id)  MyClass::id = id; 
 
int main()

    MyClass mc(7);
    std::cout << mc << '\\n';
//  mc.i = 333*2;  // error: i is a private member
    std::istringstream("100") >> mc;
    std::cout << mc << '\\n';
//  MyClass::id = 222*3;  // error: id is a private member
    change_id(9);
    std::cout << mc << '\\n';

关于friend和模板的结合，在模板编程这个专栏介绍。