C++友元函数详解

BDYWE • 2025-02-24 00:34 • 编程

友元函数是C++中非常重要的一个概念，能够提高程序的执行效率和灵活性。那么，为了更好地了解友元函数，我们需要从以下几个方面对其进行详细地阐述。

一、友元函数介绍

友元函数是指在类中定义的非成员函数，该函数能够访问类中的所有成员。

    class A {
    private:
        int num;
    public:
        friend int B(A obj);
    };
    
    int B(A obj) {
        obj.num = 10;
        return obj.num;
    }

上述代码中，类A中的成员变量num被声明为private，即不能从类外访问。但是，友元函数B却可以访问num，并将其赋值为10。这是友元函数的作用所在。

二、友元函数的调用方式

友元函数有两种调用方式，分别是普通函数调用和对象函数调用。

1. 普通函数调用

普通函数调用只需要调用函数名即可，不需要使用对象。

    int main() {
        A a;
        int res = B(a);
        cout << res << endl;
    }

2. 对象函数调用

对象函数调用需要使用一个对象来调用友元函数。

    int main() {
        A a;
        int res = a.B();
        cout << res << endl;
    }
    int A::B() {
        num = 10;
        return num;
    }

上述代码中，我们将友元函数B改写为了成员函数B。使用对象调用函数时，需要在函数名前加上类名。

三、友元函数的优缺点

友元函数具有以下优点：

1. 可访问私有成员

当需要访问类中的私有成员时，可以使用友元函数，避免需要定义一堆访问函数来访问私有成员。

2. 提高执行效率

当需要将一个对象的多个成员变量传递给函数时，如果不使用友元函数，需要对每个成员变量都进行一次拷贝构造函数的调用，执行效率会降低。但是使用友元函数可以只进行一次拷贝而提高执行效率。

友元函数也存在以下缺点：

1. 破坏了封装性

使用友元函数可以访问类中的私有成员，这会破坏类的封装性。

2. 可能引起安全问题

由于友元函数可以访问类中的所有成员，所以在使用友元函数时需要注意可能引起的安全问题。

四、友元类

友元类是指在类中定义的非成员类，该类能够访问类中的所有成员。

    class A {
    private:
        int num;
        friend class B;
    };
    
    class B {
    public:
        void func(A obj) {
            obj.num = 10;
            cout << obj.num << endl;
        }
    };

在上述代码中，类A中的成员num被声明为private，但是类B被声明为A的友元类，所以类B可以访问A中的所有成员。在B的func函数中，我们将obj.num赋值为10，并输出10。

五、总结

本篇文章主要介绍了C++中友元函数的概念和使用，以及友元函数的调用方式、优缺点和友元类。友元函数和友元类可以提高程序的执行效率和灵活性，但是需要注意破坏封装性和可能引起的安全问题。

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