c++中友元函数和友元类的应用 _c++友元函数与类使用指南-C++-PHP中文网

c++中友元函数和友元类的应用 _c++友元函数与类使用指南

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发布： 2025-10-19 15:06:02

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友元函数和友元类通过friend关键字允许外部函数或其他类访问私有和保护成员，突破封装限制。1. 友元函数是在类内声明、类外定义的普通函数，可访问类的私有成员，常用于重载输入输出运算符或跨类操作。2. 友元类是被授予完全访问权限的类，适用于紧密协作场景如链表与节点。3. 使用时需注意：不具传递性和继承性，应最小化使用范围，优先通过公有接口实现功能，以维护封装性。合理使用可在运算符重载和类间协作中提升灵活性。

c++中友元函数和友元类的应用 _c++友元函数与类使用指南

在C++中，友元函数和友元类是一种特殊的机制，用于突破类的封装限制。正常情况下，类的私有成员（private）和受保护成员（protected）只能被该类的成员函数访问。但通过使用friend关键字，可以允许某些外部函数或另一个类访问这些受限成员。

什么是友元函数

友元函数是定义在类外部的普通函数，但它可以访问该类的私有成员和保护成员。它不是类的成员函数，但需要在类内部用friend关键字声明。

常见应用场景包括：

重载输入输出运算符（如operator<<和operator>>），因为这些函数左操作数是流对象，不能作为成员函数。
需要多个类对象协同操作的函数，比如两个不同类之间的数据交换。

示例代码：

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class MyClass {
private:
    int value;
public:
    MyClass(int v) : value(v) {}
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 声明友元函数
friend void printValue(const MyClass& obj);

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};

// 友元函数定义 void printValue(const MyClass& obj) { std::cout << "Value: " << obj.value << std::endl; // 可访问私有成员 }

什么是友元类

当一个类被声明为另一个类的友元类时，它可以访问那个类的所有私有和保护成员。这适用于两个类之间存在紧密协作关系的情况。

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例如，链表类和节点类：节点包含私有数据，而链表需要操作这些数据。

声明方式是在目标类中使用friend class语法。

示例：

class Node;
<p>class LinkedList {
public:
void display(const Node& node);  // 需要访问Node的私有成员
friend class Node;  // 可选：若Node也要访问LinkedList私有成员
};</p><p>class Node {
private:
int data;
Node* next;</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 声明LinkedList为友元类
friend class LinkedList;

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public: Node(int d) : data(d), next(nullptr) {} };

void LinkedList::display(const Node& node) { std::cout << "Node data: " << node.data << std::endl; // 合法 }