C++中的friend函數詳細解析。本站提示廣大學習愛好者：（C++中的friend函數詳細解析）文章只能為提供參考，不一定能成為您想要的結果。以下是C++中的friend函數詳細解析正文
為什麼要運用友元函數
在完成類之間數據共享時，增加零碎開支，進步效率。假如類A中的函數要訪問類B中的成員（例如：智能指針類的完成），那麼類A中該函數要是類B的友元函數。詳細來說：為了使其他類的成員函數直接訪問該類的公有變量。即：允許裡面的類或函數去訪問類的公有變量和維護變量，從而使兩個類共享同一函數。
實踐上詳細大約有上面兩種狀況需求運用友元函數：（1）運算符重載的某些場所需求運用友元。（2）兩個類要共享數據的時分。
運用友元函數的優缺陷
優點：可以進步效率，表達復雜、明晰。
缺陷：友元函數破環了封裝機制，盡量不運用成員函數，除非不得已的狀況下才運用友元函數。
C++中的友元機制允許類的非私有成員被一個類或許函數訪問，友元按類型分為三種：普通非類成員函數作為友元,類的成員函數作為友元，類作為友元。友元包括友元的聲明以及友元的定義。友元的聲明默許為了extern，就是說友元類或許友元函數的作用域曾經擴展到了包括該類定義的作用域，所以即使我們在類的外部定義友元函數也是沒有關系的。
友元可以是一個函數，該函數被稱為友元函數；友元也可以是一個類，該類被稱為友元類。友元函數的特點是可以訪問類中的公有成員的非成員函數。友元函數從語法上看，它與普通函數一樣，即在定義上和調用上與普通函數一樣。
友元函數的完成可以在類外定義，但必需在類外部聲明
友元函數是可以直接訪問類的公有成員的非成員函數。它是定義在類外的普通函數，它不屬於任何類，
但需求在類的定義中加以聲明，聲明時只需在友元的稱號前加上關鍵字friend。
我們已知道類具有封裝和信息隱藏的特性。只要類的成員函數才干訪問類的公有成員，順序中的其他函數是無法訪問公有成員的。非成員函數可以訪問類中的私有成員，但是假如將數據成員都定義為私有的，這又毀壞了隱藏的特性。另外，應該看到在某些狀況下，特別是在對某些成員函數屢次調用時，由於參數傳遞，類型反省和平安性反省等都需求時間開支，而影響順序的運轉效率。
為理解決上述問題，提出一種運用友元的方案。友元是一種定義在類內部的普通函數，但它需求在類體內停止闡明，為了與該類的成員函數加以區別，在闡明時後面加以關鍵字friend。友元不是成員函數，但是它可以訪問類中的公有成員。友元的作用在於進步順序的運轉效率（即增加了類型反省和平安性反省等都需求的時間開支），但是，它毀壞了類的封裝性和隱藏性，使得非成員函數可以訪問類的公有成員。
1.普通的非成員函數友元
#include "cmath"
#include "iostream"
using namespace std;
class Point
{
public:
Point(double xx,double yy)
{
x=xx;
y=yy;
}
void GetXY();
friend double Distance(Point &a,Point &b);
protected:
private:
double x,y;
};
void Point::GetXY()
{
//cout<<"("<<this->x<<","<<this->y<<")"<<endl;
cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;
}
double Distance(Point &a,Point &b)
{
double length;
length=sqrt((a.x-b.x)*(a.x-b.x)+(a.y-b.y)*(a.y-b.y)); //它可以援用類中的公有成員
return length;
}
int main(void)
{
Point p1(3.0,4.0),p2(6.0,8.0);
p1.GetXY(); //成員函數的調用辦法，經過運用對象來調用
p2.GetXY();
double d = Distance(p1,p2); //友元函數的調用辦法，同普通函數的調用一樣，不要像成員函數那樣調用
cout<<d<<endl;
system("pause");
return 0;
}
闡明：在該順序中的Point類中闡明了一個友元函數Distance()，它在闡明時前邊加friend關鍵字，標識它不是成員函數，而是友元函數。它的定義辦法與普通函數定義一樣，而不同於成員函數的定義，由於它不需求指出所屬的類。但是，它可以援用類中的公有成員，函數體中的a.x，b.x，a.y，b.y都是類的公有成員，它們是經過對象援用的。在調用友元函數時，也是同普通函數的調用一樣，不要像成員函數那樣調用。本例中，p1.Getxy()和p2.Getxy()這是成員函數的調用，要用對象來表示。而Distance(p1, p2)是友元函數的調用，它直接調用，不需求對象表示，它的參數是對象。(該順序的功用是已知兩點坐標，求出兩點的間隔。)
上面對下面的代碼停止輸出、輸入流的重載：
#include <cmath>
#include <iostream>
using namespace std;
class Point
{
public:
Point(double xx,double yy)
{
x=xx;
y=yy;
}
void GetXY();
friend double Distance(Point &a,Point &b);
friend ostream &operator <<(ostream &a,Point &b);
protected:
private:
double x,y;
};
// friend ostream& operator<<(ostream& o,A& another);
ostream &operator <<(ostream &out,Point &b) //在類中聲明的時分，可以是ostream &a，函數定義的時分也可以是ostream &out
{
out<<"("<<b.x<<","<<b.y<<")"<<endl;
return out;
}
void Point::GetXY()
{
//cout<<"("<<this->x<<","<<this->y<<")"<<endl;
//cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;
cout<<*this;
}
double Distance(Point &a,Point &b)
{
double length;
length=sqrt((a.x-b.x)*(a.x-b.x)+(a.y-b.y)*(a.y-b.y));
return length;
}
int main(void)
{
Point p1(3.0,4.0),p2(6.0,8.0);
p1.GetXY();
p2.GetXY();
double d = Distance(p1,p2);
cout<<d<<endl;
system("pause");
return 0;
}
2.類作為友元
類作為友元需求留意的是友元類和原始類之間的互相依賴關系，假如在友元類中定義的函數運用到了原始類的公有變量，那麼就需求在友元類定義的文件中包括原始類定義的頭文件。但是在原始類的定義中（包括友元類聲明的那個類），就不需求包括友元類的頭文件.
另外，不需求在類定義前去聲明友元類，由於友元類的聲明本身就是一種聲明。
//A.h
#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
//friend class B; //假如不寫這句話將會呈現編譯錯誤
public:
~A(void);
A();
private:
int m_nItem;
};
//A.cpp
#include "A.h"
A::A()
{
m_nItem =3;
}
A::~A(void)
{
}
//B.h
#pragma once
class B
{
public:
B(void);
~B(void);
int func();
};
//B.cpp
#include "StdAfx.h"
#include "B.h"
#include "A.h" //must include A.h
#include <iostream>
B::B(void)
{
}
B::~B(void)
{
}
int B::func()
{
cout<<"This is in B"<<endl;
A a;
return a.m_nItem;
}
3.類成員函數作為友元函數
這個略微有點復雜，由於你要類成員函數作為友元，你在聲明友元的時分要用類限定符，所以必需先定義包括友元函數的類，但是在定義友元的函數時分，又必需事前定義原始類。通常的做法先定義包括友元函數的類，再定義原始類，這個順序不能亂。(假如是友元類，則沒有這種這種必需)如上面所示：
//A.h
#pragma once
#include "B.h"
class A
{
friend int B::func(A xx);
public:
A(void):mx(20),my(30){}
~A(void){}
private:
int mx;
int my;
};
//B.h
#pragma once
class A;
class B
{
public:
B(void);
~B(void);
int func(A xx);
};
//B.cpp
#include "B.h"
#include "A.h"
B::B(void)
{
}
B::~B(void)
{
}
int B::func(A xx)
{
return xx.mx * xx.my;
}
//main.cpp
#include "A.h"
#include "B.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{
A a;
B b;
cout<<b.func(a)<<endl;
system("pause");
}
4. 友元不具有互相性，只具有單項性
若類B是類A的友元，類A不一定是類B的友元，要看在類中能否有相應的聲明。
5. 友元不能被承繼
B是A的友元類，C是B的子類，推不出C是A的友元
6. 友元不具有傳遞性
B是A的友元，C是B的友元，推不出C是A的友元
7. 友元函數的運用技巧
在用C++完成單例形式時，可以應用友元函數實例化對象。然後把類的結構函數和析構函數都設計成公有函數。
class CMySingleton
{
public:
friend CMySingleton& InstanceMEC();
private:
CMySingleton() {};
CMySingleton(const CMySingleton &lxSington) {};
~CMySingleton(){};
};
CMySingleton& InstanceMEC()
{
//由於函數InstanceMEC()是類ClxSingletonMEC的友元函數，所以可以訪問類一切的成員函數.所以不會有編譯錯誤
static CMySingleton Instance;
return Instance;
}
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所協助，也希望大家多多支持。
