C++如何使用友元函数_C++ friend function突破类的封装访问私有成员-C++-PHP中文网

C++如何使用友元函数_C++ friend function突破类的封装访问私有成员

冰火之心

发布： 2025-11-21 16:17:09

原创

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友元函数是用friend关键字声明的非成员函数，可访问类的私有和保护成员。它在类内声明但不属于该类，调用方式与普通函数相同。例如，showBalance函数通过声明为BankAccount类的友元，能直接访问其私有成员balance。友元函数常用于运算符重载、类间数据共享等场景，但不可继承且会削弱封装性，应谨慎使用以确保安全性与可维护性。

c++如何使用友元函数_c++ friend function突破类的封装访问私有成员

在C++中，类的私有成员（private）默认只能被该类的成员函数访问，这是封装的基本体现。但有时我们需要让某个非成员函数或另一个类访问这些私有数据，这时就可以使用友元函数（friend function）。它能突破类的封装限制，直接访问类的私有和保护成员，而不需要通过公有接口。

什么是友元函数

友元函数是用关键字 friend 声明的非成员函数，它可以访问类的私有（private）和保护（protected）成员。虽然它在类中声明，但它不是成员函数，不隶属于对象，调用方式和普通函数一样。

基本语法如下：

class MyClass {
private:
    int data;
public:
    MyClass(int d) : data(d) {}
    // 声明友元函数
    friend void displayData(const MyClass& obj);
};

// 定义友元函数
void displayData(const MyClass& obj) {
    std::cout << "Data: " << obj.data << std::endl; // 可以直接访问 private 成员
}

如何使用友元函数访问私有成员

以下是一个完整示例，展示如何通过友元函数访问类的私有变量：

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#include <iostream>
using namespace std;

class BankAccount {
private:
    double balance;
public:
    BankAccount(double b) : balance(b) {}
    // 声明友元函数
    friend void showBalance(const BankAccount& acc);
};

// 友元函数定义
void showBalance(const BankAccount& acc) {
    cout << "账户余额: " << acc.balance << endl; // 直接访问 private 成员
}

int main() {
    BankAccount account(1000.50);
    showBalance(account); // 输出：账户余额: 1000.5
    return 0;
}

在这个例子中，showBalance 不是 BankAccount 的成员函数，但由于被声明为 friend，它可以像成员函数一样访问 balance。

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友元函数的注意事项

尽管友元函数提供了便利，但也应谨慎使用，避免破坏封装性。以下是关键点：

友元函数不受访问控制符（private/protected/public）影响，只要在类内声明即可
友元关系不能被继承，子类不会自动成为友元
友元函数必须在类内部显式声明，但可以在类外定义
一个函数可以是多个类的友元
过度使用友元会削弱类的封装性，应仅在必要时使用，如运算符重载、IO流操作等

常见应用场景

友元函数常用于以下情况：

重载运算符：比如重载 << 运算符以便用 cout 输出对象
两个类之间的数据共享：一个类的友元函数可以是另一个类的成员函数
工具函数需要直接访问内部状态：如调试、序列化等

例如，重载输出运算符：

class Person {
private:
    std::string name;
public:
    Person(const std::string& n) : name(n) {}
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Person& p);
};

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Person& p) {
    os << "姓名: " << p.name;
    return os;
}

基本上就这些。友元函数是一个有力的工具，允许特定函数绕过访问限制，但要合理使用，保持代码的可维护性和安全性。

以上就是C++如何使用友元函数_C++ friend function突破类的封装访问私有成员的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！