C++友元函數和友元類是什么

小編給大家分享一下C++友元函數和友元類是什么，希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲，下面讓我們一起去探討吧！

　　在 C++ 中，一個類中可以有 public、protected、private 三種屬性的成員，通過對象可以訪問 public 成員，只有本類中的函數可以訪問本類的 private 成員。現在，我們來介紹一種例外情況——友元(friend)。借助友元(friend)，可以使得其他類中的成員函數以及全局范圍內的函數訪問當前類的 private 成員。

　　friend 的意思是朋友，或者說是好友，與好友的關系顯然要比一般人親密一些。我們會對好朋友敞開心扉，傾訴自己的秘密，而對一般人會謹言慎行，潛意識里就自我保護。在 C++ 中，這種友好關系可以用 friend 關鍵字指明，中文多譯為“友元”，借助友元可以訪問與其有好友關系的類中的私有成員。如果你對“友元”這個名詞不習慣，可以按原文 friend 理解為朋友。

　　友元函數

　　在當前類以外定義的、不屬于當前類的函數也可以在類中聲明，但要在前面加 friend 關鍵字，這樣就構成了友元函數。友元函數可以是不屬于任何類的非成員函數，也可以是其他類的成員函數。

　　友元函數可以訪問當前類中的所有成員，包括 public、protected、private 屬性的。

　　1) 將非成員函數聲明為友元函數。

　　請大家直接看下面的例子：

#include < iostream>
　　using namespace std;
　　class Student{
　　public:
　　Student(char *name, int age, float score);
　　public:
　　friend void show(Student *pstu); //將show()聲明為友元函數
　　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){ }
　　//非成員函數
　　void show(Student *pstu){
　　cout
　　}
　　int main(){
　　Student stu("小明", 15, 90.6);
　　show(&stu); //調用友元函數
　　Student *pstu = new Student("李磊", 16, 80.5);
　　show(pstu); //調用友元函數
　　return 0;
　　}

　　運行結果：

　　小明的年齡是 15，成績是 90.6

　　李磊的年齡是 16，成績是 80.5

　　show() 是一個全局范圍內的非成員函數，它不屬于任何類，它的作用是輸出學生的信息。m_name、m_age、m_score 是 Student 類的 private 成員，原則上不能通過對象訪問，但在 show() 函數中又必須使用這些 private 成員，所以將 show() 聲明為 Student 類的友元函數。讀者可以親自測試一下，將上面程序中的第 8 行刪去，觀察編譯器的報錯信息。

　　注意，友元函數不同于類的成員函數，在友元函數中不能直接訪問類的成員，必須要借助對象。下面的寫法是錯誤的：

　　void show(){

　　cout< 　　} 　　成員函數在調用時會隱式地增加 this 指針，指向調用它的對象，從而使用該對象的成員;而 show() 是非成員函數，沒有 this 指針，編譯器不知道使用哪個對象的成員，要想明確這一點，就必須通過參數傳遞對象(可以直接傳遞對象，也可以傳遞對象指針或對象引用)，并在訪問成員時指明對象。 　　2) 將其他類的成員函數聲明為友元函數 　　friend 函數不僅可以是全局函數(非成員函數)，還可以是另外一個類的成員函數。請看下面的例子： 　　

#include < iostream>
　　using namespace std;
　　class Address; //提前聲明Address類
　　//聲明Student類
　　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;
　　};
　　//聲明Address類
　　class Address{
　　private:
　　char *m_province; //省份
　　char *m_city; //城市
　　char *m_district; //區(市區)
　　public:
　　Address(char *province, char *city, char *district);
　　//將Student類中的成員函數show()聲明為友元函數
　　friend void Student::show(Address *addr);
　　};
　　//實現Student類
　　Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){ }
　　void Student::show(Address *addr){
　　cout<

　　cout<<"家庭住址：" char="" m_province="province;" m_city="city;" m_district="district;" int="" student="" address="" pstu="" paddr="new" -=""> show(paddr);
　　return 0;
　　}

　　運行結果：

　　小明的年齡是 16，成績是 95.5

　　家庭住址：陜西省西安市雁塔區

　　李磊的年齡是 16，成績是 80.5

　　家庭住址：河北省衡水市桃城區

　　本例定義了兩個類 Student 和 Address，程序第 27 行將 Student 類的成員函數 show() 聲明為 Address 類的友元函數，由此，show() 就可以訪問 Address 類的 private 成員變量了。

　　幾點注意：

　　① 程序第 4 行對 Address 類進行了提前聲明，是因為在 Address 類定義之前、在 Student 類中使用到了它，如果不提前聲明，編譯器會報錯，提示'Address' has not been declared。類的提前聲明和函數的提前聲明是一個道理。

　　② 程序將 Student 類的聲明和實現分開了，而將 Address 類的聲明放在了中間，這是因為編譯器從上到下編譯代碼，show() 函數體中用到了 Address 的成員 province、city、district，如果提前不知道 Address 的具體聲明內容，就不能確定 Address 是否擁有該成員(類的聲明中指明了類有哪些成員)。

　　這里簡單介紹一下類的提前聲明。一般情況下，類必須在正式聲明之后才能使用;但是某些情況下(如上例所示)，只要做好提前聲明，也可以先使用。

　　但是應當注意，類的提前聲明的使用范圍是有限的，只有在正式聲明一個類以后才能用它去創建對象。如果在上面程序的第4行之后增加如下所示的一條語句，編譯器就會報錯：

　　Address addr; //企圖使用不完整的類來創建對象

　　因為創建對象時要為對象分配內存，在正式聲明類之前，編譯器無法確定應該為對象分配多大的內存。編譯器只有在“見到”類的正式聲明后(其實是見到成員變量)，才能確定應該為對象預留多大的內存。在對一個類作了提前聲明后，可以用該類的名字去定義指向該類型對象的指針變量(本例就定義了 Address 類的指針變量)或引用變量(后續會介紹引用)，因為指針變量和引用變量本身的大小是固定的，與它所指向的數據的大小無關。

　　③ 一個函數可以被多個類聲明為友元函數，這樣就可以訪問多個類中的 private 成員。

　　友元類

　　不僅可以將一個函數聲明為一個類的“朋友”，還可以將整個類聲明為另一個類的“朋友”，這就是友元類。友元類中的所有成員函數都是另外一個類的友元函數。

　　例如將類 B 聲明為類 A 的友元類，那么類 B 中的所有成員函數都是類 A 的友元函數，可以訪問類 A 的所有成員，包括 public、protected、private 屬性的。

　　更改上例的代碼，將 Student 類聲明為 Address 類的友元類：

　#include < iostream>
　　using namespace std;
　　class Address; //提前聲明Address類
　　//聲明Student類
　　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;
　　};
　　//聲明Address類
　　class Address{
　　public:
　　Address(char *province, char *city, char *district);
　　public:
　　//將Student類聲明為Address類的友元類
　　friend class Student;
　　private:
　　char *m_province; //省份
　　char *m_city; //城市
　　char *m_district; //區(市區)
　　};
　　//實現Student類
　　Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){ }
　　void Student::show(Address *addr){
　　cout< 

　　cout<<"家庭住址："<m_province<<"省"<m_city<<"市"<m_district<<"區"< 

　　}

　　//實現Address類

　　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("陜西", "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;
　　}

　　第 24 行代碼將 Student 類聲明為 Address 類的友元類，聲明語句為：

　　friend class Student;

　　有的編譯器也可以不寫 class 關鍵字，不過為了增強兼容性還是建議寫上。

　　關于友元，有兩點需要說明：

　　友元的關系是單向的而不是雙向的。如果聲明了類 B 是類 A 的友元類，不等于類 A 是類 B 的友元類，類 A 中的成員函數不能訪問類 B 中的 private 成員。

　　友元的關系不能傳遞。如果類 B 是類 A 的友元類，類 C 是類 B 的友元類，不等于類 C 是類 A 的友元類。

　　除非有必要，一般不建議把整個類聲明為友元類，而只將某些成員函數聲明為友元函數，這樣更安全一些。

看完了這篇文章，相信你對“C++友元函數和友元類是什么”有了一定的了解，如果想了解更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道，感謝各位的閱讀！