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C++ 中友元的一些总结

wyhuan
 wyhuan
发布于 2016/01/26 11:13
字数 1296
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1,friend申明一个友元

friend一般为一句申明式,它位于一个类的内部,它申明一个类或者一个函数为该类的友元。 friend并不是定义一个成员函数,所以 friend放在public,protected或者private前都可以,完全是一样的。做为一个友元,即表示在该类或者该函数内部可以访问这个类 的私有成员,你和朋友之间是不是应该没有什么隐藏的呢。例子:

class A

{

public:

A(int _a) : a(_a) {}

friend void test(A&);

friend class B;

private:

int a;

};

void test(A& x)

{

x.a=100;//拥有私有成员a的访问权限

}

class B

{

public:

void foo();

};

如果friend申明式为一般的非模板类或者函数,则该处可以为首次申明。对于一个类,只能是申明式,对于函数,可以是它的定义式。

class A

{

public:

A(int _a) : a(_a) {}

friend void test(A& x)

{

x.a = 100;//定义::test()友元函数

}

friend class B;

private:

int a;

};

注意尽管将函数的定义式放在类内部,但它并不是一个成员函数,对于省略受限的定义形式它将成为一个全局函数::test(),当然你也可以申明另外一个类的成员函数为友元,如:

class A

{

public:

A(int _a) : a(_a) {}

friend void B::foo();

private:

int a;

};

总的来说,如果你想在哪里访问类A的私有成员,就在类A内写上一句该处的申明式,并在前面加上friend关键字。

这是一般情况,很简单,但是它会破坏封装的初衷,所以尽量少用;Effective C++ 中有一个应用的例子,对一个类定义的二元操作符,如果你希望它能对操作数都进行隐式转化,那么就定义一个全局函数,并申明成该类的友元。

2,模板函数作友元

先给一个模板函数,它是一个模板,并不是一个函数:

1

2

template<typename T>

void foo1(T);

在定义foo1为某类的友元时,或者要实例化模板参数T,或者给出可演绎的申明式,而且就算是可以演绎的,一对尖括号也不能省。如:

class A

{

public:

friend void foo1<char>(char);

friend void foo1<>(double);

};

或者给出限制符:::

class A

{

public:

friend void ::foo1(char);

};

当然,如果有一般函数具有这种形式,那会优先于模板函数匹配。最后这里的申明式都不能是定义式,必须前至申明(定义)。

3,模板类里的友元

模板类里也能申明2中的友元,但是模板类有模板参数,如果利用了这个模板参数的友元申明,就属这种情形。

template<typename T>

class A

{

public:

friend void foo1<T>(T);

};

但是,在这里,必须要求foo1在这里是可见的,即不能是首次申明式。如果不使用模板参数,那会是一种有趣的情形。

template<typename T>

class A

{

public:

friend void foo(){}

};

注意这里是一个定义式,它定义了一个::foo()函数为该模板类的友元,在该模板类具现的时候,::foo()也被具现出来,即:

A<int> a1;// ::foo()首次定义

A<char> a2;// ::foo()第二次定义,违背C++一次定义原则

4,友元模板

如果想定义一系列函数为该类的友元,可以使用友元模板。它和模板的申明式类似,只是在template<>后加了friend关键字。

class A

{

public:

template<typename T>

friend void foo();

};

5,能否做为定义式

能做为定义式的情况是:非受限,没有前至::,没有模板参数列表,没一对尖括号。如果是模板申明式,不能是首次申明,在该处必须是可见的。

6,一个完整的例子

template<typename T>

class Rat

{

public:

Rat(T _a, T _b) : a(_a), b(_b) {}

friend Rat<T> operator*<T>(Rat<T>&,Rat<T>&);

private:

T a,b;

};

template<typename T>

Rat<T> operator*(Rat<T> & x, Rat<T> & y)

{

return Rat<T>(x.a*y.a,x.b*y.b);

}

Rat< T >为T类型的有理数类,定义它的相乘运算,定义一个全局函数,并申明为友元,该函数也应该是模板,希望有如上的程序通过编译。在friend式之前没有operator*()的申明,所以这里不能是首次申明,在前面必须加上申明式:

template<typename T>

Rat<T> operator*(Rat<T> & x, Rat<T> & y);

在这之前又没有Rat的申明,再加上:

template<typename T>

class Rat;

通过编译,或者改成友元模板:

template<typename T>

class Rat

{

public:

Rat(T _a, T _b) : a(_a), b(_b) {}

template<typename UU>

friend Rat<UU> operator*(Rat<UU>&,Rat<UU>&);

private:

T a,b;

};

template<typename T>

Rat<T> operator*(Rat<T> & x, Rat<T> & y)

{

return Rat<T>(x.a*y.a,x.b*y.b);

}

有 细微的不同,Rat< T >申明了一系列友元operator*< UU >,当然没必要,只要 operator*< T >就够了,但是形式上简单一些。还有一种更简单的形式,就是将定义式放在里面,正是Effective C++里使用的方法:

template<typename T>

class Rat

{

public:

Rat(T _a, T _b) : a(_a), b(_b) {}

friend Rat<T> operator*(Rat<T>&x,Rat<T>&y) //定义并申明了::operator*()

{

return Rat<T>(x.a*y.a,x.b*y.b);

}

private:

T a,b;

};

© 著作权归作者所有

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