友元函数与友元类

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友元介绍

类的外部函数只能访问类的公有成员，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(友元函数)，也可以把整个类指定为另一个类的友元(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。友元的作用在于提高程序的运行效率，无需调用接口函数，访问私有数据。

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);

友元函数注意事项：

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
#include <math.h>
#include <iostream>
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(void)
{
    Point p1(3, 4);
    Point p2(6, 9);

    cout << Distance(p1, p2) << endl;
    return 0;
}

程序中Distance是Point类的友元函数，可以访问类的私有数据成员

友元类

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;

友元类注意事项：

  1. 友元关系是单向的
  2. 友元关系不能被传递
  3. 友元关系不能被继承
    a是b的友员，c继承于a，c不是b的友员

将TeleController类作为Television类的友元类，这样TeleController类的成员函数就都可以访问Television类的所有成员，包括私有。

TeleController.h

#ifndef  _TELE_CONTROLLER_H_
#define _TELE_CONTROLLER_H_

class Television;

class TeleController
{
public:
    void VolumeUp(Television &tv);

    void VolumeDown(Television &tv);

    void ChanelUp(Television &tv);

    void ChanelDown(Television &tv);
};

#endif // _TELE_CONTROLLER_H_

TeleController.cpp

#include "TeleController.h"
#include "Television.h"

void TeleController::VolumeUp(Television &tv)
{
    tv.volume_ += 1;
}

void TeleController::VolumeDown(Television &tv)
{
    tv.volume_ -= 1;
}

void TeleController::ChanelUp(Television &tv)
{
    tv.chanel_ += 1;
}

void TeleController::ChanelDown(Television &tv)
{
    tv.volume_ -= 1;
}

Television.h

#ifndef _TELEVISION_H_
#define _TELEVISION_H_

class TeleController;

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

#endif // _TELEVISION_H_

Television.cpp

#include "Television.h"

Television::Television(int volume, int chanel) : volume_(volume), chanel_(chanel)
{

}

main.cpp

#include "Television.h"
#include "TeleController.h"
#include <iostream>
using namespace std;

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

    TeleController tc;
    tc.VolumeUp(tv);

    return 0;
}