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C++友元函數(shù)和友元類的使用詳解

更新時間：2025年10月14日 08:55:00 作者：帥氣小胖子

這篇文章主要介紹了C++友元函數(shù)和友元類的使用方式,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

1、友元函數(shù)是什么？

首先，得有個比較總體的認(rèn)識，我個人認(rèn)為友元函數(shù)是一個補(bǔ)丁。

在 C++ 中，一個類中可以有 public、protected、private 三種屬性的成員，通過對象可以訪問 public 成員，只有本類中的函數(shù)可以訪問本類的 private 成員。

但是c++中依舊保留了，獨(dú)立的函數(shù)，也就是不依賴某個class存在（你可以理解為c中的函數(shù)），如果此時我們函數(shù)需要調(diào)用某一個class中定義的變量，這時就無法實(shí)現(xiàn)這個功能。所以友元函數(shù)或友元類就出現(xiàn)了，專門來打這個補(bǔ)丁。

小結(jié)：友元函數(shù)即針對訪問某一個class中的成員變量和成員函數(shù)。

2、友元函數(shù)的關(guān)鍵字friend

其中友元函數(shù)按照定義或聲明的位置來區(qū)分，可以分為兩種：

（1）：class外定義的函數(shù)

（2）：其他類中定義的成員函數(shù)

2.1、class外定義的函數(shù)在某個class中說明為這個類的友元函數(shù)

標(biāo)題看起來有點(diǎn)拗口，但是卻很好的解釋了，這個友元函數(shù)定義和聲明的狀態(tài)？

閑話少說，直接看代碼

#include <iostream>
using namespace std;
class Student{
public:
    Student(char *name, int age, float score); //構(gòu)造函數(shù)
public:
    friend void show(Student *pstu);  //將show()聲明為類Student的友元函數(shù)
private:
    char *m_name;
    int m_age;
    float m_score;
};
Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){ }
//非成員函數(shù)
void show(Student *pstu){
    cout<<pstu->m_name<<"的年齡是 "<<pstu->m_age<<"，成績是 "<<pstu->m_score<<endl;
}
int main(){
    Student stu("小明", 15, 90.6);
    show(&stu);  //調(diào)用友元函數(shù)
    Student *pstu = new Student("李磊", 16, 80.5);
    show(pstu);  //調(diào)用友元函數(shù)
    return 0;
}

友元函數(shù)的聲明：

shennd void show(Student *pstu);  //將show()聲明為類Student的友元函數(shù)

友元函數(shù)的定義：

void show(Student *pstu){
    cout<<pstu->m_name<<"的年齡是 "<<pstu->m_age<<"，成績是 "<<pstu->m_score<<endl;
}

注意看，我標(biāo)紅的地方，即友元函數(shù)的形參，是class類型的指針。具體函數(shù)的代碼中，使用指針和->來調(diào)用類中的成員函數(shù)或成員變量。

除了上面說的，還有幾點(diǎn)需要額外說明

*1）、友元函數(shù)，可以聲明在任何位置，public，private，protect，而且都不會影響

*2）、如果函數(shù)不聲明為友元函數(shù)，但是形參是class類型的指針，則也可以訪問其public成員或函數(shù)。

友元函數(shù)的調(diào)用：

我們在主函數(shù)中調(diào)用，注意此時的形參，先聲明一個實(shí)例，然后取這個實(shí)1例的地址作為實(shí)參，這是因?yàn)槌蓡T函數(shù)在調(diào)用時會隱式地增加 this 指針，指向調(diào)用它的對象，從而使用該對象的成員；
而 show() 是非成員函數(shù)，沒有 this 指針，編譯器不知道使用哪個對象的成員，要想明確這一點(diǎn)，就必須通過參數(shù)傳遞對象（可以直接傳遞對象，也可以傳遞對象指針或?qū)ο笠茫?，并在訪問成員時指明對象。

2.2、將其他類的成員函數(shù)聲明為友元函數(shù)

friend 函數(shù)不僅可以是全局函數(shù)（非成員函數(shù)），還可以是另外一個類的成員函數(shù)。請看下面的例子：

#include <iostream>
using namespace std;
class Address;  //提前聲明Address類
//聲明Student類
class Student{
public:
    Student(char *name, int age, float score);
public:
    void show(Address *addr);
private:
    char *m_name;
    int m_age;
    float m_score;
};
//聲明Address類
class Address{
private:
    char *m_province;  //省份
    char *m_city;  //城市
    char *m_district;  //區(qū)（市區(qū)）
public:
    Address(char *province, char *city, char *district);
    //將Student類中的成員函數(shù)show()聲明為友元函數(shù)
    friend void Student::show(Address *addr);
};
//實(shí)現(xiàn)Student類
Student::Student(char *name, int age, float score): m_name(name), m_age(age), m_score(score){ }
void Student::show(Address *addr){
    cout<<m_name<<"的年齡是 "<<m_age<<"，成績是 "<<m_score<<endl;
    cout<<"家庭住址："<<addr->m_province<<"省"<<addr->m_city<<"市"<<addr->m_district<<"區(qū)"<<endl;
}
//實(shí)現(xiàn)Address類
Address::Address(char *province, char *city, char *district){
    m_province = province;
    m_city = city;
    m_district = district;
}
int main(){
    Student stu("小明", 16, 95.5f);
    Address addr("陜西", "西安", "雁塔");
    stu.show(&addr);
   
    Student *pstu = new Student("李磊", 16, 80.5);
    Address *paddr = new Address("河北", "衡水", "桃城");
    pstu -> show(paddr);
    return 0;
}

friend void Student::show(Address *addr);

這是在Address中聲明Student中的show（）函數(shù)為，Address的友元函數(shù)

3、友元類

不僅可以將一個函數(shù)聲明為一個類的“朋友”，還可以將整個類聲明為另一個類的“朋友”，這就是友元類。

友元類中的所有成員函數(shù)都是另外一個類的友元函數(shù)。

class Address{
public:
Address(char *province, char *city, char *district);
public:
//將Student類聲明為Address類的友元類
friend class Student;
private:
char *m_province; //省份
char *m_city; //城市
char *m_district; //區(qū)（市區(qū)）
};

注意第6行中，定義一個友元類，結(jié)構(gòu)上簡單的多，就是在此class中，+一個聲明語句即可“friend class Student;”

關(guān)于友元，有兩點(diǎn)需要說明：

友元的關(guān)系是單向的而不是雙向的。如果聲明了類 B 是類 A 的友元類，不等于類 A 是類 B 的友元類，類 A 中的成員函數(shù)不能訪問類 B 中的 private 成員。
友元的關(guān)系不能傳遞。如果類 B 是類 A 的友元類，類 C 是類 B 的友元類，不等于類 C 是類 A 的友元類。