C++简单又轻松的讲解类和对象中友元函数

C++中类和对象中的友元函数是一个非常重要的概念，下面我将为大家详细讲解，包括什么是友元函数、如何使用友元函数以及友元函数的作用。

什么是友元函数？

友元函数是在类的外部定义的，但是它能够访问类的私有数据成员。例如，一个类中的成员函数可以访问该类的私有数据成员，而友元函数也可以访问该类的私有数据成员，因此它就被称为友元函数。

在C++中，友元函数有两种类型：一种是普通友元函数，另一种是类的友元函数。普通友元函数是在类之外定义的，但是它可以访问该类的私有和保护成员。而类的友元函数则是在另一个类中定义的，但是它可以访问该类的私有和保护成员。

如何使用友元函数？

要使用友元函数，需要在类的定义中将该函数声明为友元函数，如下所示：

class MyClass {
public:
    MyClass();
    ~MyClass();
    friend void myFunction(); // 声明 myFunction 是该类的友元函数
private:
    int myVariable;
};

在上述代码中，我们声明了一个名为myFunction()的友元函数。此时，该函数可以访问MyClass类的私有成员变量myVariable。

友元函数的作用

友元函数可以方便地访问类的私有成员，使其在一定情况下变得易于实现。比如：

• 其他类的成员函数需要访问类的私有成员；
• 该类中的多个成员函数需要相互调用，但不是任何函数都可以访问类的私有成员；
• 该类需要重载运算符时，可以使用友元函数指定运算符的含义。

示例说明

下面我们通过两个示例来进一步说明友元函数的使用：

示例一：正方形类的友元函数求面积。

class Squre {
public:
    Squre(double s);
    ~Squre();
    friend double area(const Squre& s); // 声明 area 函数是该类的友元函数
private:
    double side;
};

在上述代码中，我们声明了一个名为area()的友元函数，该函数需要一个Squre对象的引用作为参数。该函数可以访问Squre类的side成员变量，并计算并返回正方形的面积。

double area(const Squre& s) {
    return s.side * s.side;
}

示例二：复数类的友元函数重载加号运算符。

class Complex {
public:
    Complex(double r, double i);
    ~Complex();
    friend Complex operator+(const Complex& c1, const Complex& c2); // 声明 + 运算符是该类的友元函数
private:
    double real;
    double imag;
};

在上述代码中，我们声明了一个名为operator+()的友元函数，该函数需要两个Complex对象的引用作为参数。该函数可以访问Complex类的real和imag成员变量，并返回两个复数的和。

Complex operator+(const Complex& c1, const Complex& c2) {
    return Complex(c1.real + c2.real, c1.imag + c2.imag);
}

当两个复数相加时，可以使用以下语法：

Complex c1(1.0, 2.0);
Complex c2(2.0, 3.0);
Complex c3 = c1 + c2;

通过上面两个示例，我们可以看出，在某些情况下，使用友元函数可以使代码更加简洁、易于理解，并且使得类的设计更加合理。