【C++深度剖析学习总结】 21 友元的的概念

桃扇骨 2022-10-16 11:25 93阅读 0赞

在 [C++][C] 中，一个类中可以有 public、protected、private 三种属性的成员，通过对象可以访问 public 成员，只有本类中的函数可以访问本类的 private 成员。现在，我们来介绍一种例外情况——友元（friend）。借助友元（friend），可以使得其他类中的成员函数以及全局范围内的函数访问当前类的 private 成员。  
  
friend 的意思是朋友，或者说是好友，与好友的关系显然要比一般人亲密一些。我们会对好朋友敞开心扉，倾诉自己的秘密，而对一般人会谨言慎行，潜意识里就自我保护。在 C++ 中，这种友好关系可以用 **friend** 关键字指明，中文多译为“友元”，借助友元可以访问与其有好友关系的类中的私有成员。如果你对“友元”这个名词不习惯，可以按原文 friend 理解为朋友。

### 1.友元的概念 ###

什么是友元？

友元是C++中的一种关系

**友元关系发生在函数与类之间或者类与类之间**

友元关系是单项的，不能传递

![20210529231926642.png][]

### 2.友元的用法 ###

在类中以**friend**关键字声明友元

类的友元可以是其他类或者具体函数

友元不是类的一部分

**友元不受类中访问级别的限制**

友元可以直接访问具体类的所有成员

### 3.友元的语法 ###

在类中用friend关键字对函数或类进行声明

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3N1cGVyODI4_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**将非成员函数声明为友元函数。**

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class Student{
    public:
        Student(char *name, int age, float score);
    public:
        friend void show(Student *pstu);  //将show()声明为友元函数
    private:
        char *m_name;
        int m_age;
        float m_score;
    };
    
    Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){ }
    
    //非成员函数
    void show(Student *pstu){
        cout<<pstu->m_name<<"的年龄是 "<<pstu->m_age<<"，成绩是 "<<pstu->m_score<<endl;
    }
    
    int main(){
        Student stu("小明", 15, 90.6);
        show(&stu);  //调用友元函数
        Student *pstu = new Student("李磊", 16, 80.5);
        show(pstu);  //调用友元函数
    
        return 0;
    }

运行结果：  
小明的年龄是 15，成绩是 90.6  
李磊的年龄是 16，成绩是 80.5

### 4.友元的尴尬 ###

**友元是为了兼顾C语言的高效而诞生的**

**友元直接破坏了面对对象的封装性**

**友元在实际产品中的高效是得不偿失的**

友元在现代软件工程中已经逐渐被遗弃（因为导致封装特性被破坏了）

### 5.注意事项 ###

友元关系不具备传递性

类的友元可以是其他类的成员函数

类的友元可以是某个完整的类

所有的成员函数都是友元

![2021052923210758.png][]

**将其他类的成员函数声明为友元函数**

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class Address;  //提前声明Address类
    
    //声明Student类
    class Student{
    public:
        Student(char *name, int age, float score);
    public:
        void show(Address *addr);
    private:
        char *m_name;
        int m_age;
        float m_score;
    };
    
    //声明Address类
    class Address{
    private:
        char *m_province;  //省份
        char *m_city;  //城市
        char *m_district;  //区（市区）
    public:
        Address(char *province, char *city, char *district);
        //将Student类中的成员函数show()声明为友元函数
        friend void Student::show(Address *addr);
    };
    
    //实现Student类
    Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){ }
    void Student::show(Address *addr){
        cout<<m_name<<"的年龄是 "<<m_age<<"，成绩是 "<<m_score<<endl;
        cout<<"家庭住址："<<addr->m_province<<"省"<<addr->m_city<<"市"<<addr->m_district<<"区"<<endl;
    }
    
    //实现Address类
    Address::Address(char *province, char *city, char *district){
        m_province = province;
        m_city = city;
        m_district = district;
    }
    
    int main(){
        Student stu("小明", 16, 95.5f);
        Address addr("陕西", "西安", "雁塔");
        stu.show(&addr);
       
        Student *pstu = new Student("李磊", 16, 80.5);
        Address *paddr = new Address("河北", "衡水", "桃城");
        pstu -> show(paddr);
    
        return 0;
    }

### 小结 ###

**友元是为了兼顾C语言的高效而诞生的**

**友元直接破坏了面向对象的封装性**

**友元关系不具备传递性**

**类的友元可以是其他类的成员函数**

**类的友元可以是某个完整的类**

[C]: http://c.biancheng.net/cplus/
[20210529231926642.png]: /images/20221014/5e64d8e277684b2ea807970eddab573f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3N1cGVyODI4_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221014/7633125859ff45198518f587733a578f.png
[2021052923210758.png]: /images/20221014/5102c2f880024588b07233621aa0d54a.png