友元函数和友元类

友元函数

各位老铁,我们看标题就知道今天要分享的内容是什么了,下面就请期待我的表演吧。

1.在前面我们已经学习过了运算符的重载,下面我们来试一试重载cout函数。首先我们要明白cout函数是把数据流入到cout函数中,然后cout再把数据输出掉,所以重载cout时需要有两个形参,而且必须是cout的形参放在左边,数据的形参放在右边,防止cout的形参和数据的形参颠倒。

那么接下来我们看看cout函数的重载在哪里重载比较好呢?先试试在类中进行重载,在类中进行cout重载,需要把重载写成非静态成员函数。众所周知在非静态成员函数中是有this指针的,this都是在参数的第一位,那么就导致了this指针的参数在第一位,而cout函数的形参在第二位,把它们的顺序颠倒了,编译器就会报错了。

class Date
{
public:
	//2.输出内置类型函数(输出内置类型的函数不能写到类里面,因为会导致非静态成员函数和out参数顺序颠倒)
	void operator<<(ostream& out)
	{
		out << _year << _month << _day << endl;
	}
	Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
		//初始化
	}

private:
	//声明时给缺省值
	int _year = 0;
	int _month = 1;
	int _day = 1;
};


int main()
{
	Date d1(2023, 1, 1);
	Date d2(2024, 1, 1);
	cout << d1 << d2 << endl;

	return 0;
}

看一下代码运行的结果
在这里插入图片描述
编译器直接就报错了,由此我们明白了cout函数的重载是不能在类中重载的,所以我们想在类外进行重载,那么我们再来看看在类外进行重载的代码运行结果会是怎样。

class Date
{
public:
	Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
		//初始化
	}

private:
	//声明时给缺省值
	int _year = 0;
	int _month = 1;
	int _day = 1;
};

ostream& operator<<(ostream& out,const Date& d)
{
	out << d._year << d._month << d._day << endl;
	return out;
}

在类中的年月日成员变量受到访问限定符的限制,是私有的,在类中可以随便访问,在类外就不能直接访问私有的成员变量了,所以上面的代码编译器就会直接报错了。
在这里插入图片描述
那么我们应该如何解决这个问题呢?因此引出了友元函数,友元函数,顾名思义,是和你做盆友的函数,你都和它做盆友了,那么你肯定会相信它了,所以你当然会让它访问你私有的东西的了。
那么友元函数该如何定义呢?其实很简单,你只需要在类中加入f’riend关键字+函数声明就可以了。

class Date
{
public:
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);//out是ostream类型的   //in是istream类型的

	Date(int year = 0, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{
		//初始化
	}

private:
	//声明时给缺省值
	int _year = 0;
	int _month = 1;
	int _day = 1;
};

ostream& operator<<(ostream& out,const Date& d)
{
	out << d._year << d._month << d._day << endl;
	return out;
}

int main()
{
	Date d1(2023, 1, 1);
	cout << d1<< endl;

	return 0;
}

在这里插入图片描述
这个代码就没有问题了。
所以友元函数是为了能够突破类的限定符的限制,进行访问类的私有成员。

2.使用友元函数的注意事项:

(1).友元函数虽然能够访问类的私有成员,但友元函数不是类的成员函数
(2).友元函数不能用const修饰(友元函数没有this指针,不需要const的修饰,const修饰友元函数没有任何意义)
(3)友元函数可以在类的任何地方进行声明,不受类的访问限定符的限制
(4)一个函数可以是多个类的友元函数
(5)友元函数虽然有时候比较便利,但有元函数突破了封装,但增加了耦合度,不适合常用。

友元类

1.定义:友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数,都可以访问另一个类中的非公有成员。

class Time
{
friend class Date; // 声明日期类为时间类的友元类,则在日期类中就直接访问Time类
中的私有成员变量
public:
Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)
: _hour(hour)
, _minute(minute)
, _second(second)
{}
private:
int _hour;
int _minute;
int _second;
};
class Date
{
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second)
{
// 直接访问时间类私有的成员变量
_t._hour = hour;
_t._minute = minute;
_t._second = second;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
Time _t;
};

总结:今天分享了友元类和友元函数

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