C++友元函數和友元類


如果類A希望類B可以訪問它的私有成員,
可以把類B設置為友元類。
//  類A,希望把私有成員公開給類B
class A
{
    friend  class B; //  把B設置為友元類
public:
    A( int i):m_i(i){}
private:
     int m_i;
     int getInt(){ return  100;}
};
//  類B,希望訪問類A中的私有成員
class B
{
public:
    B(A a):m_a(a),m_n(a.m_i){}
     void setInt(){m_n = m_a.m_i;} // 訪問私有變量
     int getInt(){ return m_a.getInt();}; // 訪問私有函數
private:
     int m_n;
    A m_a;
};
void main()
{
    A a( 8);
    B b(a);
     int n = b.getInt();
}
url: http://greatverve.cnblogs.com/archive/2012/11/22/cpp-friend.html 
參考一:

采用類的機制后實現了數據的隱藏與封裝,類的數據成員一般定義為私有成員,成員函數一般定義為公有的,依此提供類與外界間的通信接口。但是,有時需要定義一些函數,這些函數不是類的一部分,但又需要頻繁地訪問類的數據成員,這時可以將這些函數定義為該函數的友元函數。除了友元函數外,還有友元類,兩者統稱為友元。友元的作用是提高了程序的運行效率(即減少了類型檢查和安全性檢查等都需要時間開銷),但它破壞了類的封裝性和隱藏性,使得非成員函數可以訪問類的私有成員。

友元函數  
      友元函數是可以直接訪問類的私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,但需要在類的定義中加以聲明,聲明時只需在友元的名稱前加上關鍵字friend,其格式如下:
      friend  類型 函數名(形式參數);

      友元函數的聲明可以放在類的私有部分,也可以放在公有部分,它們是沒有區別的,都說明是該類的一個友元函數。
      一個函數可以是多個類的友元函數,只需要在各個類中分別聲明。
      友元函數的調用與一般函數的調用方式和原理一致。

友元類  
      友元類的所有成員函數都是另一個類的友元函數,都可以訪問另一個類中的隱藏信息(包括私有成員和保護成員)。       
      當希望一個類可以存取另一個類的私有成員時,可以將該類聲明為另一類的友元類。定義友元類的語句格式如下:
      friend class 類名;
      其中:friend和class是關鍵字,類名必須是程序中的一個已定義過的類。

      例如,以下語句說明類B是類A的友元類:
      class A
      {
             …
      public:
             friend class B;
             …
      };
      經過以上說明后,類B的所有成員函數都是類A的友元函數,能存取類A的私有成員和保護成員。

      使用友元類時注意:
            (1) 友元關系不能被繼承。 
            (2) 友元關系是單向的,不具有交換性。若類B是類A的友元,類A不一定是類B的友元,要看在類中是否有相應的聲明。
            (3) 友元關系不具有傳遞性。若類B是類A的友元,類C是B的友元,類C不一定是類A的友元,同樣要看類中是否有相應的申明 
參考二:
《windows環境多線程編程原理與應用》中解釋: 如果將類的封裝比喻成一堵牆的話,那么友元機制就像牆上了開了一個門,那些得 到允許的類或函數允許通過這個門訪問一般的類或者函數無法訪問的私有屬性和方法。友元機制使類的封裝性得到消弱,所以使用時一定要慎重。友元類的說明將外界的某個類在本類別的定義中說明為友元,那么外界的類就成為本類的“朋 友”,那個類就可以訪問本類的私有數據了。

class Merchant
{
private :
    int m_MyMoney;
    int m_MyRoom;
    … …
public:
    Friend class Lawyer;
    Int getmoney();
    … …
};

class Lawyer
{
private:
    … …
public:
    … …
};

只有你賦予某個類為你的友元時,那個類才有訪問你的私有數據的權利。
說明一個函數為一個類的友元函數則該函數可以訪問此類的私有數據和方法。定義方法是在類的定義中,在函數名前加上關鍵字friend.

《挑戰30天C/C++》這樣解釋:
在說明什么是友元之前,我們先說明一下為什么需要友元與友元的缺點:
通常對於普通函數來說,要訪問類的保護成員是不可能的,如果想這么做那么必須把類的成員都生命成為public(共用的),然而這做帶來的問題遍是任何外部函數都可以毫無約束的訪問它操作它,c++利用friend修飾符,可以讓一些你設定的函數能夠對這些保護數據進行操作,避免把類成員全部設置成public,最大限度的保護數據成員的安全。友元能夠使得普通函數直接訪問類的保護數據,避免了類成員函數的頻繁調用,可以節約處理器開銷,提高程序的效率,但所矛盾的是,即使是最大限度大保護,同樣也破壞了類的封裝特性,這即是友元的缺點,在現在cpu速度越來越快的今天我們並不推薦使用它,但它作為c++一個必要的知識點,一個完整的組成部分,我們還是需要討論一下的。在類里聲明一個普通數學,在前面加上friend修飾,那么這個函數就成了該類的友元,可以訪問該類的一切成員。
下面我們來看一段代碼,看看我們是如何利用友元來訪問類的一切成員的 

#include <iostream>
using namespace std;
class Internet
{
public:
    Internet(char *name,char *address)   // 改為:internet(const char *name , const char *address)
    {
        strcpy(Internet::name,name);
        strcpy(Internet::address,address);
    }
    friend void ShowN(Internet &obj);   //友元函數的聲明
public:              // 改為:private
    char name[20];
    char address[20];
};
void ShowN(Internet &obj)        //函數定義,不能寫成,void Internet::ShowN(Internet &obj)
{
    cout<<obj.name<<endl;          //可訪問internet類中的成員
}
void main()
{
    Internet a("中國軟件開發實驗室","www.cndev-lab.com");
    ShowN(a);
    cin.get();
}

上面的代碼通過友元函數的定義,我們成功的訪問到了a對象的保護成員name,友元函數並不能看做是類的成員函數,它只是個被聲明為類友元的普通函數,所以在類外部函數的定義部分不能夠寫成void Internet::ShowN(Internet &obj),這一點要注意。

一個普通函數可以是多個類的友元函數,對上面的代碼我們進行修改,注意觀察變化:
#include <iostream>
using namespace std;
class Country;
class Internet
{
public:
    Internet(char *name,char *address)        // 改為:internet(const char *name , const char *address)
    {
        strcpy(Internet::name,name);
        strcpy(Internet::address,address);
    }
    friend void ShowN(Internet &obj,Country &cn);//注意這里
public:
    char name[20];
    char address[20];
};
class Country
{
public:
    Country()
    {
        strcpy(cname,"中國");
    }
    friend void ShowN(Internet &obj,Country &cn);//注意這里
protected:
    char cname[30];
};

void ShowN(Internet &obj,Country &cn)
{
    cout<<cn.cname<<"|"<<obj.name<<endl;
}
void main()
{
    Internet a("大氣象","http://greatverve.cnblogs.com");
    Country b;
    ShowN(a,b);
    cin.get();
}

一個類的成員函數函數也可以是另一個類的友元,從而可以使得一個類的成員函數可以操作另一個類的數據成員,我們在下面的代碼中增加一類Country,注意觀察 
#include <iostream>
using namespace std;
class Internet;
class Country
{
public:
    Country()
    {
        strcpy(cname,"中國");
    }
    void Editurl(Internet &temp)               ;//成員函數的聲明
protected:
    char cname[30];
};
class Internet
{
public:
    Internet(char *name,char *address)
    {
        strcpy(Internet::name,name);
        strcpy(Internet::address,address);
    }
    friend void Country::Editurl(Internet &temp); //友元函數的聲明
protected:
    char name[20];
    char address[20];
};
void Country::Editurl(Internet &temp)        //成員函數的外部定義
{
    strcpy(temp.address,"edu.cndev-lab.com");
    cout<<temp.name<<"|"<<temp.address<<endl;
}
void main()
{
    Internet a(" 大氣象  "," http://greatverve.cnblogs.com  ");
    Country b;
    b.Editurl(a);
    cin.get();
}

整個類也可以是另一個類的友元,該友元也可以稱做為友類。友類的每個成員函數都可以訪問另一個類的所有成員 
#include <iostream>
using namespace std;
class Internet;
class Country
{
public:
    Country()
    {
        strcpy(cname,"中國");
    }
    friend class Internet;             //友類的聲明
protected:
    char cname[30];
};
class Internet
{
public:
    Internet(char *name,char *address)
    {
        strcpy(Internet::name,name);
        strcpy(Internet::address,address);
    }
    void Editcname(Country &temp);
protected:
    char name[20];
    char address[20];
};
void Internet::Editcname(Country &temp)
{
    strcpy(temp.cname,"中華人民共和國");
}
void main()
{
    Internet a(" 大氣象  "," http://greatverve.cnblogs.com ");
    Country b;
    a.Editcname(b);
    cin.get();
} 


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