友元说明
相对于其他的编程语言，“友元”是C++中特别的一种语法。那它有什么作用呢？
其实“友元”就是提供一种访问类私有部分的的方法。如果没有“友元”，我们只能通过类本身提供的公有方法来访问，但相对地，这样限制太高了，所以“友元”就是一种的在类的封装性和实用性中很好的“折中”方式。
C++中的友元有三种：
- 友元函数
- 友元类
- 友元成员函数
C++中使用关键字friend来定义。
友元函数
这里直接用代码来说明：
#include <iostream>
#include <string>
class Person {
private:
std::string account;
std::string passwd;
public:
Person(std::string ac, std::string pw);
// 这里使用friend关键字，指定Point中的getPerson方法可以使用Person类的私有变量。
friend void getPerson(Person &p);
};
Person::Person(std::string ac, std::string pw) {
account = ac;
passwd = pw;
}
void getPerson(Person &p) {
// 因为定义了友元，这里就可以访问Person类的私有变量了。
std::cout << "account: " << p.account
<< ", passwd: " << p.passwd << std::endl;
}
int main() {
Person p("xingyys", "123456");
getPerson(p);
return 0;
}
这个例子还是比较简单的，只要在指定的方法中添加关键字就可以实现了。
友元类
在来一个例子说明：
#include <iostream>
#include <string>
class Tv {
private:
int state;
int volume;
int maxchannel;
int channel;
int mode;
int input;
public:
// 在这里指定谁是他的友元
friend class Remote;
enum {
Off, On
};
enum {
MinVal, MaxVal = 20
};
enum {
Antenna, Cable
};
enum {
TV, DVD
};
Tv(int s = Off, int mc = 125) : state(s), volume(5),
maxchannel(mc), channel(2), mode(Cable), input(TV) {}
void onoff() { state = (state == On) ? Off : On; }
bool ison() const { return state == On; }
bool volup();
bool voldown();
void chanup();
void chandown();
void set_mode() { mode = (mode == Antenna) ? Cable : Antenna; }
void set_input() { input = (input == TV) ? DVD : TV; }
void settings() const;
};
class Remote {
private:
int mode;
public:
Remote(int m = Tv::TV) : mode(m) {}
bool volup(Tv &t) { return t.volup(); }
bool voldown(Tv &t) { return t.voldown(); }
void onoff(Tv &t) { t.onoff(); }
void chanup(Tv &t) { t.chanup(); }
void chandown(Tv &t) { t.chandown(); }
void set_chan(Tv &t, int c) { t.channel = c; }
void set_mode(Tv &t) { t.set_mode(); }
void set_input(Tv &t) { t.set_input(); }
};
bool Tv::volup() {
if (volume < MaxVal) {
volume++;
return true;
} else {
return false;
}
}
bool Tv::voldown() {
if (volume > MinVal) {
volume--;
return true;
} else {
return false;
}
}
void Tv::chanup() {
if (channel < maxchannel)
channel++;
else
channel = 1;
}
void Tv::chandown() {
if (channel > 1)
channel--;
else
channel = maxchannel;
}
void Tv::settings() const {
using std::cout;
using std::endl;
cout << "TV is " << (state == Off ? "Off" : "On") << endl;
if (state == On) {
cout << "Volume setting = " << volume << endl;
cout << "Channel setting = " << channel << endl;
cout << "Mode = "
<< (mode == Antenna ? "antenna" : "cable") << endl;
cout << "Input = "
<< (input == TV ? "TV" : "DVD") << endl;
}
}
int main() {
using std::cout;
Tv s42;
cout << "Initial setting for 42" TV:
";
s42.settings();
s42.onoff();
s42.chanup();
cout << "
Adjusted setting for 42" TV:
";
s42.chanup();
cout << "
Adjusted settings for 42" TV:
";
s42.settings();
Remote grey;
grey.set_chan(s42, 10);
grey.volup(s42);
grey.volup(s42);
cout << "
42" setting after using remote:
";
s42.settings();
Tv s58(Tv::On);
s58.set_mode();
grey.set_chan(s58, 28);
cout << "
58" settings:
";
s58.settings();
return 0;
}
友元成员函数
#include <iostream>
#include <string>
class Person;
class Point {
public:
void getPerson(Person &p);
};
class Person {
private:
std::string account;
std::string passwd;
public:
Person(std::string ac, std::string pw);
// 这里使用friend关键字，指定Point中的getPerson方法可以使用Person类的私有变量。
friend void Point::getPerson(Person &p);
};
Person::Person(std::string ac, std::string pw) {
account = ac;
passwd = pw;
}
void Point::getPerson(Person &p) {
// 因为定义了友元，这里就可以访问Person类的私有变量了。
std::cout << "account: " << p.account
<< ", passwd: " << p.passwd << std::endl;
}
int main() {
Person p ("xingyys", "123456");
Point pt;
pt.getPerson(p);
return 0;
}
补充
- 不能定义类的对象。
- 可以用于定义指向这个类型的指针或引用。
- 用于声明(不是定义)，使用该类型作为形参类型或者函数的返回值类型。
- 友元关系不能被继承。
- 友元关系是单向的，不具有交换性。若类B是类A的友元，类A不一定是类B的友元，要看在类中是否有相应的声明。
- 友元关系不具有传递性。若类B是类A的友元，类C是B的友元，类C不一定是类A的友元，同样要看类中是否有相应的申明