將類的成員函式作為回撥函式（外一篇：友元函式）
阿新 • • 發佈：2019-01-02
問題的提出
我們已知道類具有封裝和資訊隱藏的特性。只有類的成員函式才能訪問類的私有成員，程式中的其他函式是無法訪問私有成員的。非成員函式可以訪問類中的公有成員，但是如果將資料成員都定義為公有的，這又破壞了隱藏的特性。另外，應該看到在某些情況下，特別是在對某些成員函式多次呼叫時，由於引數傳遞，型別檢查和安全性檢查等都需要時間開銷，而影響程式的執行效率。
為了解決上述問題，提出一種使用友元的方案。友元是一種定義在類外部的普通函式，但它需要在類體內進行說明，為了與該類的成員函式加以區別，在說明時前面加以關鍵字friend。友元不是成員函式，但是它可以訪問類中的私有成員。友元的作用在於提高程式的執行效率，但是，它破壞了類的封裝性和隱藏性，使得非成員函式可以訪問類的私有成員。
友元可以是一個函式，該函式被稱為友元函式；友元也可以是一個類，該類被稱為友元類。
友元函式
友元函式的特點是能夠訪問類中的私有成員的非成員函式。友元函式從語法上看，它與普通函式一樣，即在定義上和呼叫上與普通函式一樣。下面舉一例子說明友元函式的應用。
#include
#include
class Point
{
public:
Point(double xx, double yy) { x=xx; y=yy; }
void Getxy();
friend double Distance(Point &a, Point &b);
private:
double x, y;
};
void Point::Getxy()
{
cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;< font="">
}
double Distance(Point &a, Point &b)
{
double dx = a.x - b.x;
double dy = a.y - b.y;
return sqrt(dx*dx+dy*dy);
}
void main()
{
Point p1(3.0, 4.0), p2(6.0, 8.0);
p1.Getxy();
p2.Getxy();
double d = Distance(p1, p2);
cout<<"Distance is"<<d<<endl;< font="">
}
說明：在該程式中的Point類中說明了一個友元函式Distance()，它在說明時前邊加friend關鍵字，標識它不是成員函式，而是友元函式。它的定義方法與普通函式定義一樣，而不同於成員函式的定義，因為它不需要指出所屬的類。但是，它可以引用類中的私有成員，函式體中a.x，b.x，a.y，b.y都是類的私有成員，它們是通過物件引用的。在呼叫友元函式時，也是同普通函式的呼叫一樣，不要像成員函式那樣呼叫。本例中，p1.Getxy()和p2.Getxy()這是成員函式的呼叫，要用物件來表示。而Distance(p1, p2)是友元函式的呼叫，它直接呼叫，不需要物件表示，它的引數是物件。(該程式的功能是已知兩點座標，求出兩點的距離。)
我們已知道類具有封裝和資訊隱藏的特性。只有類的成員函式才能訪問類的私有成員，程式中的其他函式是無法訪問私有成員的。非成員函式可以訪問類中的公有成員，但是如果將資料成員都定義為公有的，這又破壞了隱藏的特性。另外，應該看到在某些情況下，特別是在對某些成員函式多次呼叫時，由於引數傳遞，型別檢查和安全性檢查等都需要時間開銷，而影響程式的執行效率。
為了解決上述問題，提出一種使用友元的方案。友元是一種定義在類外部的普通函式，但它需要在類體內進行說明，為了與該類的成員函式加以區別，在說明時前面加以關鍵字friend。友元不是成員函式，但是它可以訪問類中的私有成員。友元的作用在於提高程式的執行效率，但是，它破壞了類的封裝性和隱藏性，使得非成員函式可以訪問類的私有成員。
友元可以是一個函式，該函式被稱為友元函式；友元也可以是一個類，該類被稱為友元類。
友元函式
友元函式的特點是能夠訪問類中的私有成員的非成員函式。友元函式從語法上看，它與普通函式一樣，即在定義上和呼叫上與普通函式一樣。下面舉一例子說明友元函式的應用。
#include
#include
class Point
{
public:
Point(double xx, double yy) { x=xx; y=yy; }
void Getxy();
friend double Distance(Point &a, Point &b);
private:
double x, y;
};
void Point::Getxy()
{
cout<<"("<<x<<","<<y<<")"<<endl;< font="">
}
double Distance(Point &a, Point &b)
{
double dx = a.x - b.x;
double dy = a.y - b.y;
return sqrt(dx*dx+dy*dy);
}
void main()
{
Point p1(3.0, 4.0), p2(6.0, 8.0);
p1.Getxy();
p2.Getxy();
double d = Distance(p1, p2);
cout<<"Distance is"<<d<<endl;< font="">
}
說明：在該程式中的Point類中說明了一個友元函式Distance()，它在說明時前邊加friend關鍵字，標識它不是成員函式，而是友元函式。它的定義方法與普通函式定義一樣，而不同於成員函式的定義，因為它不需要指出所屬的類。但是，它可以引用類中的私有成員，函式體中a.x，b.x，a.y，b.y都是類的私有成員，它們是通過物件引用的。在呼叫友元函式時，也是同普通函式的呼叫一樣，不要像成員函式那樣呼叫。本例中，p1.Getxy()和p2.Getxy()這是成員函式的呼叫，要用物件來表示。而Distance(p1, p2)是友元函式的呼叫，它直接呼叫，不需要物件表示，它的引數是物件。(該程式的功能是已知兩點座標，求出兩點的距離。)