C++_友元函數

1、為什麼要引入友元函數：在實作類之間資料共享時，減少系統開銷，提高效率

      具體來說：為了使其他類的成員函數直接通路該類的私有變量

      即：允許外面的類或函數去通路類的私有變量和保護變量，進而使兩個類共享同一函數

      優點：能夠提高效率，表達簡單、清晰

      缺點：友元函數破環了封裝機制，盡量不使用成員函數，除非不得已的情況下才使用友元函數。

2、什麼時候使用友元函數：

      1)運算符重載的某些場合需要使用友元。

      2)兩個類要共享資料的時候

3、怎麼使用友元函數：

友元函數的參數：

       因為友元函數沒有this指針，則參數要有三種情況：

       1、  要通路非static成員時，需要對象做參數；--常用(友元函數常含有參數)

       2、  要通路static成員或全局變量時，則不需要對象做參數

       3、  如果做參數的對象是全局對象，則不需要對象做參數

友元函數的位置：

       因為友元函數是類外的函數，是以它的聲明可以放在類的私有段或公有段且沒有差別。

友元函數的調用：

       可以直接調用友元函數，不需要通過對象或指針

友元函數的分類：

根據這個函數的來源不同，可以分為三種方法：

1、普通函數友元函數：

       a) 目的：使普通函數能夠通路類的友元

       b) 文法：聲明位置：公有私有均可，常寫為公有

                        聲明： friend + 普通函數聲明

                        實作位置：可以在類外或類中

                        實作代碼：與普通函數相同（不加不用friend和類::）

                        調用：類似普通函數，直接調用

       c) 代碼：        

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class INTEGER  

{    

private:  

    int num;  

public:  

    friend void Print(const INTEGER& obj);//聲明友元函數  

};  

void Print(const INTEGER& obj)//不使用friend和類：：  

{  

    //函數體  

}  

void main()  

    INTEGER obj;  

    Print(obj);//直接調用  

2、類Y的所有成員函數都為類X友元函數—友元類

      a）目的：使用單個聲明使Y類的所有函數成為類X的友元

                        它提供一種類之間合作的一種方式，使類Y的對象可以具有類X和類Y的功能

                        具體來說：

                                前提：A是B的友元（=》A中成員函數可以通路B中有所有成員，包括私有成員和公有成員--老忘）

                                    則：在A中，借助類B，可以直接使用～B . 私有變量～的形式通路私有變量

      b）文法：聲明位置：公有私有均可，常寫為私有(把類看成一個變量)

                        聲明： friend + 類名---不是對象啊

                        調用：

      c）代碼：

class girl;  

class boy  

    char *name;    

    int age;    

public:    

    boy();  

    void disp(girl &);     

};    

void boy::disp(girl &x) //函數disp()為類boy的成員函數，也是類girl的友元函數   

{   

    cout<<"boy's name is:"<<name<<",age:"<<age<<endl;//正常情況，boy的成員函數disp中直接通路boy的私有變量  

    cout<<"girl's name is:"<<x.name<<",age:"<<x.age<<endl;   

    //借助友元，在boy的成員函數disp中，借助girl的對象，直接通路girl的私有變量  

    //正常情況下，隻允許在girl的成員函數中通路girl的私有變量  

class girl  

private：  

    friend boy;   //聲明類boy是類girl的友元    

    girl();     

void main()    

{     

    boy b;    

    girl g;    

    b.disp(g);  //b調用自己的成員函數，但是以g為參數，友元機制展現在函數disp中  

3、類Y的一個成員函數為類X的友元函數

      a）目的：使類Y的一個成員函數成為類X的友元

             具體而言：而在類Y的這個成員函數中，借助參數X，可以直接以X。私有變量的形式通路私有變量

      b）文法：聲明位置：聲明在公有中 （本身為函數）

                        聲明：friend + 成員函數的聲明

                        調用：先定義Y的對象y---使用y調用自己的成員函數---自己的成員函數中使用了友元機制

      c）代碼： 

class girl;   

    void disp(girl &);       

};     

    girl(char *N,int A);    

    friend void boy::disp(girl &); //聲明類boy的成員函數disp()為類girl的友元函數    

void boy::disp(girl &x)    

    cout<<"boy's name is:"<<name<<",age:"<<age<<endl;  //通路自己(boy)的對象成員,直接通路自己的私有變量    

    cout<<"girl's name is:"<<x.name<<",age:"<<x.age<<endl;    

    //正常情況下，隻允許在girl的成員函數中通路girl的私有變量    

}    

    boy b();    

    girl g();    

    b.disp(g);  }  

4、在模闆類中使用友元operator<<(對<<運算符的重載)

    a)使用方法：

在模闆類中聲明：

friend ostream& operator<< <>(ostream& cout,const MGraph<VexType,ArcType>& G);  

在模闆類中定義：

template<class VexType,class ArcType>  

ostream& operator<<(ostream& cout,const MGraph<VexType,ArcType>& G)  

    //函數定義  

    b)注意：

把函數聲明非模闆函數：

friend ostream& operator<< (ostream& cout,const MGraph& G);  

把函數聲明為模闆函數：

或：

friend ostream& operator<< <VexType,ArcType>(ostream& cout,const MGraph<VexType,ArcType>& G);  

說明：

 在函數聲明中加入operator<< <>：是将operator<<函數定義為函數模闆，将函數模闆申明為類模闆的友員時,是一對一綁定的

 實際的聲明函數：這裡模闆參數可以省略，但是尖括号不可以省略

5、友元函數和類的成員函數的差別：成員函數有this指針，而友元函數沒有this指針。

6、記憶：A是B的友元《=》A是B的朋友《=》借助B的對象，在A中可以直接 通過B。成員變量（可以是公有，也可以為私有變量） 的方式通路B