C++语言基础(15)-友元函数和友元类
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。现在，我们来介绍一种例外情况——友元（friend）。借助友元（friend），可以使得其他类中的成员函数以及全局范围内的函数访问当前类的 private 成员。
一.将全局函数声明为友元函数
例：
#include <iostream> using namespace std; class Student{ public: Student(char *name, int age, float score); public: friend void show(Student *pstu); //将show()声明为友元函数 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){ } // 全局函数 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; }
运行结果：
小明的年龄是 15，成绩是 90.6
李磊的年龄是 16，成绩是 80.5
注意：友元函数不同于类的成员函数，在友元函数中不能直接访问类的成员，必须要借助对象。下面的写法是错误的：
void show(){ cout<<m_name<<"的年龄是 "<<m_age<<"，成绩是 "<<m_score<<endl; }
二.将其它类的成员函数声明为友元函数
#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; }
运行结果：
小明的年龄是 16，成绩是 95.5
家庭住址：陕西省西安市雁塔区
李磊的年龄是 16，成绩是 80.5
家庭住址：河北省衡水市桃城区
注意：
1.程序刚开始对Address类进行提前声明的意义在于：在Address类定义之前，在Student类中使用了它，如果不提前声明，编译器会报错：'Address' has not been declared'
2.程序将 Student 类的声明和实现分开了，而将 Address 类的声明放在了中间，这是因为编译器从上到下编译代码，show() 函数体中用到了 Address 的成员 province、city、district，如果提前不知道 Address 的具体声明内容，就不能确定 Address 是否拥有该成员（类的声明中指明了类有哪些成员）。
3.类的提前声明的使用范围是有限的，只有在正式声明一个类以后才能用它去创建对象。如果在上面程序的第4行之后增加如下所示的一条语句，编译器就会报错：
Address addr; //企图使用不完整的类来创建对象
4. 一个函数可以被多个类声明为友元函数，这样就可以访问多个类中的 private 成员。
三.友元类
可以将整个类声明为友元类，这样友元类中的所有成员函数都是另一个类的友元函数。
修改上述代码：
#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{ 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） }; //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; }
将Student类声明为Address类的友元类的语句为：
friend class Student;
有的编译器也可以不写 class 关键字，不过为了增强兼容性还是建议写上。
注意：
1.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。
2.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。
