C++友元函数和友元类的使用详解

 更新时间:2025年10月14日 08:55:00   作者:帅气小胖子  
这篇文章主要介绍了C++友元函数和友元类的使用方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教

1、友元函数是什么?

首先,得有个比较总体的认识,我个人认为友元函数是一个补丁。

在 C++ 中,一个类中可以有 public、protected、private 三种属性的成员,通过对象可以访问 public 成员,只有本类中的函数可以访问本类的 private 成员。

但是c++中依旧保留了,独立的函数,也就是不依赖某个class存在(你可以理解为c中的函数),如果此时我们函数需要调用某一个class中定义的变量,这时就无法实现这个功能。所以友元函数或友元类就出现了,专门来打这个补丁。

小结:友元函数即针对访问某一个class中的成员变量和成员函数。

2、友元函数的关键字friend

其中友元函数按照定义或声明的位置来区分,可以分为两种:

(1):class外定义的函数

(2):其他类中定义的成员函数

2.1、class外定义的函数在某个class中说明为这个类的友元函数

标题看起来有点拗口,但是却很好的解释了,这个友元函数定义和声明的状态?

闲话少说,直接看代码

#include <iostream>
using namespace std;
class Student{
public:
    Student(char *name, int age, float score); //构造函数
public:
    friend void show(Student *pstu);  //将show()声明为类Student的友元函数
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){ }
//非成员函数
void show(Student *pstu){
    cout<<pstu->m_name<<"的年龄是 "<<pstu->m_age<<",成绩是 "<<pstu->m_score<<endl;
}
int main(){
    Student stu("小明", 15, 90.6);
    show(&stu);  //调用友元函数
    Student *pstu = new Student("李磊", 16, 80.5);
    show(pstu);  //调用友元函数
    return 0;
}

友元函数的声明:

shennd void show(Student *pstu);  //将show()声明为类Student的友元函数

友元函数的定义:

void show(Student *pstu){
    cout<<pstu->m_name<<"的年龄是 "<<pstu->m_age<<",成绩是 "<<pstu->m_score<<endl;
}

注意看,我标红的地方,即友元函数的形参,是class类型的指针。具体函数的代码中,使用指针和->来调用类中的成员函数或成员变量。

除了上面说的,还有几点需要额外说明

*1)、友元函数,可以声明在任何位置,public,private,protect,而且都不会影响

*2)、如果函数不声明为友元函数,但是形参是class类型的指针,则也可以访问其public成员或函数。

友元函数的调用:

  • 我们在主函数中调用,注意此时的形参,先声明一个实例,然后取这个实1例的地址作为实参,这是因为成员函数在调用时会隐式地增加 this 指针,指向调用它的对象,从而使用该对象的成员;
  • 而 show() 是非成员函数,没有 this 指针,编译器不知道使用哪个对象的成员,要想明确这一点,就必须通过参数传递对象(可以直接传递对象,也可以传递对象指针或对象引用),并在访问成员时指明对象。

2.2、将其他类的成员函数声明为友元函数

friend 函数不仅可以是全局函数(非成员函数),还可以是另外一个类的成员函数。请看下面的例子:

#include <iostream>
using namespace std;
class Address;  //提前声明Address类
//声明Student类
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;
};
//声明Address类
class Address{
private:
    char *m_province;  //省份
    char *m_city;  //城市
    char *m_district;  //区(市区)
public:
    Address(char *province, char *city, char *district);
    //将Student类中的成员函数show()声明为友元函数
    friend void Student::show(Address *addr);
};
//实现Student类
Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){ }
void Student::show(Address *addr){
    cout<<m_name<<"的年龄是 "<<m_age<<",成绩是 "<<m_score<<endl;
    cout<<"家庭住址:"<<addr->m_province<<"省"<<addr->m_city<<"市"<<addr->m_district<<"区"<<endl;
}
//实现Address类
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("陕西", "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;
}
friend void Student::show(Address *addr);

这是在Address中声明Student中的show()函数为,Address的友元函数

3、友元类

不仅可以将一个函数声明为一个类的“朋友”,还可以将整个类声明为另一个类的“朋友”,这就是友元类。

友元类中的所有成员函数都是另外一个类的友元函数。

class Address{
public:
Address(char *province, char *city, char *district);
public:
//将Student类声明为Address类的友元类
friend class Student;
private:
char *m_province; //省份
char *m_city; //城市
char *m_district; //区(市区)
};

注意第6行中,定义一个友元类,结构上简单的多,就是在此class中,+一个声明语句即可“friend class Student;

关于友元,有两点需要说明:

  • 友元的关系是单向的而不是双向的。如果声明了类 B 是类 A 的友元类,不等于类 A 是类 B 的友元类,类 A 中的成员函数不能访问类 B 中的 private 成员。
  • 友元的关系不能传递。如果类 B 是类 A 的友元类,类 C 是类 B 的友元类,不等于类 C 是类 A 的友元类。

总结

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持脚本之家。

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