C++友元(friend)的使用

转载 C++开发 2022年8月17日 18:08 夏至未至 528

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### 目录
[TOC]
### 友元介绍
为了不受类的封装性的约束，友元对象可以访问类私有数据成员，语法上使用 `friend` 关键字。
### 友元函数
友元函数可以是**普通函数**或者**类成员函数**。
#### 普通函数
先看普通函数声明为友元函数：

#include <iostream>
	#include <cmath>

using namespace std;

class Point
	{
		//普通函数声明为类的友元函数
		friend double TwoPointsDistant(const Point& pnt1, const Point& pnt2);
	public:
		Point(double x=0, double y=0)
			:_x(x), _y(y)
		{}
		double getPointXAxis() const { return this->_x; }
		double getPointYAxis() const { return this->_y; }
	private:
		double _x;
		double _y;
	};

//计算两点的距离
	double TwoPointsDistant(const Point& pnt1, const Point& pnt2)
	{
		return sqrt(  pow((pnt1._x - pnt2._x), 2) + pow((pnt1._y - pnt2._y), 2)   );
	}

int main()
	{
		Point point1(1.1,2.2);
		Point point2(3.3, 4.4);

cout << TwoPointsDistant(point1, point2) << endl;

system("pause");
		return 0;
	}
这里说明一点：TwoPointsDistant()函数必须在Point类的定义下面，至于原因，很简单，你若放在Point上面，Point的数据成员_x和_y都没定义呢，你用个锤子。

#### 类成员函数
再看类成员函数声明为友元函数：
还以上面的类为例，现在加一个_PointMove_类，它有一个成员函数_PointAxisAddOne，_作用是将点的坐标都加１。如下：

class PointMove
	{
	public:
		void PointAxisAddOne(Point& pnt);
	};
这里就出现了一个问题：_Point_和_PointMove_哪个放在前面？先给出答案，应该把_PointMove_放在前面，并且是必须的，如下：

class Point;//前向声明Point

class PointMove
	{
	public:
		void PointAxisAddOne(Point& pnt);
	};

class Point
	{
		//普通函数声明为类的友元函数
		friend double TwoPointsDistant(const Point& pnt1, const Point& pnt2);
		//类成员函数声明为友元
		friend void PointMove::PointAxisAddOne(Point& pnt);
		/*这里同前*/
	};

//类成员函数的定义
	void PointMove::PointAxisAddOne(Point& pnt)
	{
		pnt._x = pnt._x + 1;
		pnt._y = pnt._y + 1;
	}
这里注意，对于类的成员函数，声明为其他类的友元函数时需要加上类的作用域，即指出该函数属于哪个类。如上面的_PointMove::_。

同时，需要说明的是，PointAxisAddOne()函数的定义是必须放在Point类定义后面的，这和普通函数的道理是一样的。

最后说明

- 一个函数Func被声明为类A的友元函数，那么是不能直接使用this指针来访问类A的数据成员的（当然，若Func是类B的成员函数，它可以通过this访问类B的数据成员），这和成员函数不同。
- 一个函数Func为什么要声明为某个类A的友元，就是因为函数的参数类型为类A类型，我想访问这个类对象的数据成员，所以被声明为类A的友元函数的参数类型必定为类A，如friend Func(A& obj);

### 友元类
**若是将一个类C都声明为另一个类A的友元类，则类C中的成员函数均可访问类A中的私有数据成员**。如下：

class Point
	{
		//友元类
		friend class PointInfo;
		...
	}

class PointInfo
	{
	public:
		//打印点所处象限
		void PrintQuadrant(const Point& pnt) const
		{
			if (pnt._x > 0 && pnt._y > 0)
				cout << "点"<<"(" << pnt._x << "," << pnt._y<<")" <<"处于第一象限" << endl;
		}
	};
当然，你也可以把_PointInfo_写在_Point_前，只是函数_PrintQuadrant()_的定义就不能在类内实现了，只能在_Point_后实现，原因和前面一样，不再赘述。

### 完整示例
	#include <iostream>
	#include <cmath>

using namespace std;

class Point;

class PointMove
	{
	public:
		void PointAxisAddOne(Point& pnt);
	};

class PointInfo
	{
	public:
		//打印点所处象限
		void PrintQuadrant(const Point& pnt) const;
	};

class Point
	{
		friend class PointInfo;

friend double TwoPointsDistant(const Point& pnt1, const Point& pnt2);
		friend void PointMove::PointAxisAddOne(Point& pnt);

public:
		Point(double x=0, double y=0)
			:_x(x), _y(y)
		{}
		double getPointXAxis() const { return this->_x; }
		double getPointYAxis() const { return this->_y; }

void PrintAxis(const Point& pnt) const
		{

}
	private:
		double _x;
		double _y;
	};

//打印点所处象限
	void PointInfo::PrintQuadrant(const Point& pnt) const
	{
		if (pnt._x > 0 && pnt._y > 0)
		cout << "点"<<"(" << pnt._x << "," << pnt._y<<")" <<"处于第一象限" << endl;
	}

void PointMove::PointAxisAddOne(Point& pnt)
	{
		pnt._x = pnt._x + 1;
		pnt._y = pnt._y + 1;
	}

double TwoPointsDistant(const Point& pnt1, const Point& pnt2)
	{
		return sqrt(  pow((pnt1._x - pnt2._x), 2) + pow((pnt1._y - pnt2._y), 2)   );
	}

int main()
	{
		Point point1(1.1,2.2);
		Point point2(3.3, 4.4);

cout << TwoPointsDistant(point1, point2) << endl;

PointInfo pf;
		pf.PrintQuadrant(point1);

system("pause");
		return 0;
	}

### 友元扩展
**同一个类(class)的类对象(object)互为友元**

还以上面给出的例子为基础，现在在_Point_类加一个成员函数func(const Point& pnt)，它返回点的x轴和y轴的和。如下所示。

class Point
	{
		/*这里同上*/
		double func(const Point& pnt)
		{
			return pnt._x + pnt._y;
		}
	private:
		double _x;
		double _y;
	};
现在我生成两个对象，并作如下操作：

Point point1(1.1,2.2);
	Point point2(3.3, 4.4);

cout << point1.func(point2) << endl;

最后的结果是打印出7.7。

看到这里不知道你有没有疑问：为什么可以通过point1直接访问point2的私有数据成员，而没有将func()声明为友元函数？侯捷老师是这么解释的：相同class的各个objects之间互为友元。所以对于一个类A，若有一个成员函数Fun(A& arg)，可以通过arg直接访问A的私有数据成员。
### 原文链接
https://blog.csdn.net/weixin_43744293/article/details/123327548

本文标题： C++友元(friend)的使用

本文作者：夏至未至

发布时间： 2022年8月17日 18:08

最近更新： 2022年9月10日 12:16

原文链接：

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