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。