【C++进阶】友元

友元介绍

友元是一种允许非类成员函数访问类的非公有成员的一种机制。可以把一个函数指定为类的友元，称为友元函数。也可以把整个类指定为另一个类的友元，称为友元类。

友元函数

友元函数在类作用域外定义，但它需要在类体中进行说明。为了与该类的成员函数加以区别，定义的方式是在类中用关键字friend说明该函数，格式如下：

friend 类型 友元函数名(参数表);

友元的作用在于提高程序的运行效率。

#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;

class Point
{
    friend double Distance(const Point& p1, const Point& p2);
public:
    Point(int x, int y);
private:
    int x_;
    int y_;
};

Point::Point(int x, int y) :x_(x), y_(y)
{

}

double Distance(const Point& p1, const Point& p2)
{
    double dx = p1.x_ - p2.x_;
    double dy = p1.y_ - p2.y_;

    return sqrt(dx * dx + dy * dy);
}

int main()
{
    Point p1(3, 4);
    Point p2(6, 8);
    cout << Distance(p1, p2) << endl;
    return 0;
}

友元函数注意事项

友元函数不是类的成员函数，在函数体中访问对象的成员必须用对象名加运算符“.”加对象成员名。但友元函数可以访问类中的所有成员(公有的、私有的、保护的），一般函数只能访问类中的公有成员。

友元函数不受类中的访问权限关键字限制，可以把它放在类的公有、私有、保护部分，但结果一样。

某类的友元函数的作用域并非该类作用域。如果该友元函数是另一类的成员函数，则其作用域为另一类的作用域，否则与一般函数相同。

友元函数破坏了面向对象程序设计类的封装性，所以友元函数如不是必须使用，则尽可能少用。或者用其他手段保证封装性。

友元类

如果某类B的成员函数会频繁的存取另一个类A的数据成员，而A的数据成员的Private/Protected限制造成B存取的麻烦，B只能通过A的Public的成员函数进行间接存取。把B做成A类的友元类，即A类向B类开放其Private/Protected内容，让B直接存取。

友元类：一个类可以作另一个类的友元。友元类的所有成员函数都是另一个类的友元函数。友元类的声明：

friend class 类名;

#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;

class Television
{
    friend class TeleController;
public:
    Television(int volume, int chanel) :volume_(volume), chanel_(chanel)
    {

    }
private:
    int volume_;
    int chanel_;
};

class TeleController
{
public:
    void VolumeUp(Television& tv)
    {
        tv.volume_ += 1;
    }
    void VolumeDown(Television& tv)
    {
        tv.volume_ -= 1;
    }
    void ChanelUp(Television& tv)
    {
        tv.chanel_ += 1;
    }
    void ChanelDown(Television& tv)
    {
        tv.chanel_ -= 1;
    }
};

int main()
{
    Television tv(1, 1);

    TeleController tc;
    tc.VolumeUp(tv);
    return 0;
}

友元类的注意事项

友元关系是单向的。A是B的友元类（在B类中 friend class A）并不代表B也是A的友元类。

友元关系不能被传递。A是B的友元类，B又是C的友元类，并不代表A是C的友元类。

友元关系不能被继承。A是B的友元类，C继承自A，并不代表C是B的友元类。