自考 C++ 杂记 —— 友元函数

友元函数

自考教材中的简单介绍

(2008版教材P109)友元函数可以存取私有成员、公有成员和保护成员。友元函数可以是一个或者函数尚未定义的类也可以作为友元引用。

(2008版教材P112)友元关系是不传递的,即当说明类A是类B的友元,类B又是类C的友元时,类A却不是类C的友元。这种友元关系也不具有交换性,即当说明类A是类B的友元时,类B不一定是类A的友元。


目录

友元函数

1.友元函数的简单介绍

2.友元函数的使用

3.三种友元函数

历年真题


1.友元函数的简单介绍

1.1为什么要使用友元函数

在实现类之间数据共享时,减少系统开销,提高效率。如果类A中的函数要访问类B中的成员(例如:智能指针类的实现),那么类A中该函数要是类B的友元函数。具体来说:为了使其他类的成员函数直接访问该类的私有变量。即:允许外面的类或函数去访问类的私有变量和保护变量,从而使两个类共享同一函数。

实际上具体大概有下面两种情况需要使用友元函数:(1)运算符重载的某些场合需要使用友元。(2)两个类要共享数据的时候。

1.2使用友元函数的优缺点

优点:能够提高效率,表达简单、清晰。

缺点:友元函数破环了封装机制,尽量不使用友元函数,除非不得已的情况下才使用友元函数。

 

2.友元函数的使用

2.1友元函数的参数:

因为友元函数没有this指针,则参数有三种情况:

(a)要访问非static成员时,需要对象做参数;

(b) 要访问static成员或全局变量时,则不需要对象做参数;

(c) 如果做参数的对象是全局对象,则不需要对象做参数;

2.2友元函数的位置

因为友元函数是类外的函数,所以它的声明可以放在类的私有段或公有段且没有区别。

2.3友元函数的调用

可以直接调用友元函数,不需要通过对象或指针

2.4友元函数和类的成员函数的区别

(a)成员函数有this指针,而友元函数没有this指针。

(b)友元函数是不能被继承的,就像父亲的朋友未必是儿子的朋友。

 

3.三种友元函数

根据这个函数的来源不同,可以分为三种:

3.1类本身的友元函数(将一个普通函数作为类的友元函数)

目的:使普通函数能够访问类的友元

语法:

声明: friend + 普通函数声明,也就是 friend 函数类型 函数名(类名&,----);

实现位置:可以在类外或类中

实现代码:与普通函数相同

调用:类似普通函数,直接调用

代码示例:

class INTEGER
{
  friend void Print(const INTEGER& obj);//声明友元函数
};
void Print(const INTEGER& obj)
{
   //函数体
}
void main()
{
  INTEGER obj;
  Print(obj);//直接调用
}

3.2将成员函数作为友元(将一个类的成员函数作为另一个类的友元函数)

目的:使类Y的一个成员函数成为类X的友元,具体而言:在类Y的这个成员函数中,借助参数X,可以直接以X的私有变量

语法:

声明位置:声明在公有中 (本身为函数)

声明:friend + 成员函数的声明

调用:先定义Y的对象y---使用y调用自己的成员函数---自己的成员函数中使用了友元机制

代码示例:

class girl;
class boy
{
public:
  void disp(girl &);
};
void boy::disp(girl &x) //函数disp()为类boy的成员函数,也是类girl的友元函数
{
  cout<<"girl's name is:"<

3.3 类Y的所有成员函数都为类X友元函数友元类

目的:使用单个声明使Y类的所有函数成为类X的友元,它提供一种类之间合作的一种方式,使类Y的对象可以具有类X和类Y的功能。

语法:

声明位置:公有私有均可,常写为私有(把类看成一个变量)

声明: friend + class + 类名

代码示例:

class girl;
class boy
{
public:
  void disp(girl &);
};
void boy::disp(girl &x) //函数disp()为类boy的成员函数,也是类girl的友元函数
{
  cout<<"girl's name is:"<

 

历年真题

1.类模板templateclassX({…};,其中友元函数f对特定类型T(如int),使函数f(X&)成为X模板类的友元,则其说明应为( )。

B.friend void f(X&)

友元函数说明的格式:friend 函数类型 函数名(类名&,----);

2.下面选项中不是类成员函数的是( )。

C.友元函数

友元函数虽然不是成员函数但是可以访问类所有成员。友元函数应被看作类的接口的一部分,使用它的主要目的是提高效率,因为它可以直接访问对象的私有成员,从而省去调用类的相应成员函数的开销。构造函数、析构函数和静态函数都是类的成员函数。

3.对于友元描述正确的是( )。

B.友元不是本类的成员函数

一个类的成员函数(包括构造函数和析构函数)可以通过使用friend说明为另一个类的友元。

4.下列哪个函数不是类的成员函数?( )

C.友元函数

析构函数和构造函数、复制构造函数都是构造型成员函数的基本成员。友元函数不是类的成员函数,友元函数应被看作类的接口的一部分,使用它的主要目的是提高效率,因为它可以直接访问对象的私有成员,从而省去调用类的相应成员函数的开销。

5.C++中定义友元函数使用的关键字为 __friend__。
6.友元函数的主要作用是( )。

A.提高程序的效率

 类友元函数应被看作类的接口的一部分,使用它的主要目的是提高效率,因为它可以直接访问对象的私有成员,从而省去调用类的相应成员函数的开销。

7.下列关于友元函数的描述,正确的是( )。

A.友元函数可以存取私有成员、公有成员和保护成员

可以在类A中通过关键字friend声明或定义某个独立函数或另一个类B的某个成员函数或另一个类B为类A的友元函数,友元函数可以无限制地存取类A的成员(包括私有、公有和保护成员)。友元函数可在类中的私有或公有部分通过关键字friend说明或定义,但如在类中声明,而在类外定义,就不能再在类外使用friend关键字。类友元函数应被看作类的接口的一部分,使用它的主要目的是提高效率,因为它可以直接访问对象的私有成员,从而省去调用类的相应成员函数的开销。 

8.如果要把A类成员函数f()且返回值为void声明为类B的友元函数,则应在类B的定义中加入语句_friend void A::f( );_ 。 

9.以下关于this指针的叙述中,正确的是

A.任何与类相关的函数都有this指针

B.类的成员函数都有this指针

C.类的友元函数都有this指针

D.类的非静态成员函数才有this指针

【答案】D

【解析】this指针是隐藏的,可以使用该指针来访问调用对象中的数据。静态成员函数没有this 指针,类的非静态成员函数才有this指针。

【知识点】this指针

10.友元运算符@obj被C++编译器解释为

A.operator@(obj)

B.operator@(obj,0)

C.obj.operator@()

D.obj.operator@(0)

隐藏答案

【答案】A

【解析】双目运算符的情况:如友元运算符obj1>obj2被C++编译器解释为operator>(obj1,obj2),单目运算符的情况:如友元运算符@obj被C++编译器解释为operator@(obj)。

【知识点】友元运算符


部分内容参考自 https://www.cnblogs.com/BeyondAnyTime/archive/2012/06/04/2535305.html ,略有修正

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