c++关于友元函数的例子.pdf

在C++编程语言中，友元机制是一种打破封装性的特性，允许类的外部函数或类访问通常被封装的私有和保护成员。友元函数和友元类是两种实现友元机制的方式。 1. 友元函数 友元函数不是类的成员函数，但可以被某个类声明为友元，从而获得访问该类私有和保护成员的权限。在上面的例子中，`Point`类声明了`Dist`函数为它的友元。`Dist`函数可以访问`Point`类的私有成员`X`和`Y`，计算两个`Point`对象之间的距离。友元函数的定义通常包括以下特点： - 使用`friend`关键字声明。 - 不属于任何类，是独立的函数。 - 可以在类内部或外部实现，但访问权限在声明时确定。 - 通过类的对象调用访问私有和保护成员。 ```cpp class Point{ public: Point(double xx=0, double yy=0); double GetX() {return X;} double GetY() {return Y;} friend double Dist(Point &a, Point &b); private: double X, Y; }; double Dist(Point& a, Point& b){ double dx = a.X - b.X; double dy = a.Y - b.Y; return sqrt(dx * dx + dy * dy); } ``` 2. 友元类 友元类是指一个类被声明为另一个类的友元，这意味着该类的所有成员函数都能访问另一个类的所有成员，无论这些成员是私有的还是保护的。友元类的声明方式是在声明类A时，在类B前面加上`friend`关键字。 ```cpp class A { friend class B; public: // ... private: int x; }; class B { public: void Set(int i) { a.x = i; } void Display() { a.Display(); } private: A a; }; ``` 在这个例子中，`B`类可以访问`A`类的私有成员`x`，并且可以通过其成员函数`Set`和`Display`进行操作。 3. 更复杂的友元类示例 有时友元类可能包含对其他类的友元关系，这在多层依赖或复杂数据结构中常见。下面的例子中，`people`类的`birthday`成员是`birthday`类的对象，`people`类是`birthday`类的友元，因此它可以访问`birthday`的私有成员。 ```cpp class birthday{ private: int year, month, day; public: friend class people; birthday(int Year=0, int Month=0, int Day=0) { year = Year; month = Month; day = Day; } }; class people{ private: birthday b; int number; char sex; int id; public: people(int n, char m, int s, // ... 其他构造函数参数 int y, int mth, int d) : b(y, mth, d) { /*...*/ } // ... }; // main 函数和其他代码... ``` 总结，友元机制在C++中提供了一种灵活的方式来处理封装的限制，使得某些特定情况下外部函数或类可以访问私有和保护成员，以实现更复杂的数据结构和逻辑。然而，这种机制应谨慎使用，因为过度使用友元可能导致代码的可维护性和安全性下降。在设计类时，应优先考虑使用公有接口和封装来实现功能，仅在必要时才引入友元。