C++友元函数

C++

参考：百度百科

概念

友元函数是指某些虽然不是类成员却能够访问类的所有成员的函数。类授予它的友元特别的访问权。

注意事项

假设f是想正确声明的函数，c是和它相关的类：

• 友元函数不是类的成员函数，所以友元函数的实现和普通函数一样，在实现时不用"::"指示属于哪个类，只有成员函数才使用"::"作用域符号
• 类与类之间的友元关系不能继承。
• 虚函数必须是成员函数。如果f必须是虚函数，就让它成为c的成员函数。
• operator>>和operator<<决不能是成员函数。如果f是operator>>或operator<<，让f成为非成员函数。如果f还需要访问c的非公有成员，让f成为c的友元函数。
• 只有非成员函数对最左边的参数进行类型转换。如果f需要对最左边的参数进行类型转换，让f成为非成员函数。如果f还需要访问c的非公有成员，让f成为c的友元函数。
• 其它情况下都声明为成员函数。如果以上情况都不是，让f成为c的成员函数。

对于第三点有如下例子：

class rational {
    public:
        rational(int numerator = 0,int denominator = 1){}
        int numerator() const;
        int denominator() const;
        const rational operator*(const rational& rhs) const;
    private:
        ...
};

可以很容易地对有理数进行乘法操作：
rational oneeighth（1,8）；
rational onehalf（1,2）；
rational result = onehalf * oneeighth; // 运行良好
result = result * oneeighth; // 运行良好

但不要满足，还要支持混合类型操作，比如，rational要能和int相乘。但当写下下面的代码时，只有一半工作：
result = onehalf * 2; // 运行良好
result = 2 * onehalf; // 出错！
第一个成功是因为编译器对2进行了隐式类型转换。如果构造函数声明为explicit，那么这个也是错的。
第二个错误是因为没有参数为int和rational的类运算符*

改为全局声明即可：

const rational operator*(const rational& lhs,const rational& rhs){
    return rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),
            lhs.denominator() * rhs.denominator());
}

但是此函数不需要声明为rational类的友元函数。因为不需要访问其私有成员。