Дружественные функции. Первое знакомство

Опубликовано 08.05.2012 | Автор: admin

В С++ есть такое понятие дружественные функции класса. Эта статья ознакомительного характера, очень поверхностно описывается тема дружественности.

Для понимания этой темы нужно знать:

Для того, чтобы понять, что вообще такое дружественные функции, достаточно изучить пару простых кодов.

//Листинг #1        дружественные функции класса        clang
#include <iostream>

class MyClass{
    int x;                    //переменная, сокрытая секцией private
public:
    void foo(MyClass obj);    //прототип обычной функции, функция класса вынесена за класс
    MyClass():x(100){}         //конструктор класса, просто для задания значения в x
};

void foo(MyClass obj){         //функция, не являющаяся частью MyClass не имеет права лезть в секцию private класса MyClass
    std::cout << obj.x;         //ошибка
}


int main(){
    MyClass x;      //создаём объект x, тип выбран MyClass
    foo(x);         //вызываем обычную функцию, не функцию класса
}

//Листинг #1 дружественные функции класса clang

#include <iostream>

class MyClass{

int x; //переменная, сокрытая секцией private

public:

void foo(MyClass obj); //прототип обычной функции, функция класса вынесена за класс

MyClass():x(100){} //конструктор класса, просто для задания значения в x

};

void foo(MyClass obj){ //функция, не являющаяся частью MyClass не имеет права лезть в секцию private класса MyClass

std::cout << obj.x; //ошибка

}

int main(){

MyClass x; //создаём объект x, тип выбран MyClass

foo(x); //вызываем обычную функцию, не функцию класса

}

При работе с объектами классов надо разделять работу объекта и его рычагов (вызов методов, использование свойств…) и работу функций, работающих с объектом. Это разделение вообще ключ к хорошему пониманию темы. В листинге #1 внутри функции main происходит попытка вызвать функцию, работающую с объектом. Но при попытке компиляции программы происходит ошибка, подсказчик компилятора пытается докричаться про несанкционированный доступ функции в секцию private. Только классу позволено работать с приватной частью класса, сторонним функциям там делать нечего. Выхода из сложившейся ситуации два: первый — сделать функцию частью класса, второй — сделать функцию дружественной классу. Какой из вариантов выбирать во многом зависит от сложившихся обстоятельств и непосредственно решаемой задачи. В зависимости от выбранного способа дальнейшая обработка будет отличаться. Если сделать функцию частью класса, то доступ к ней будет осуществляться через объект, если функцию не делать частью класса, то доступ к ней будет осуществляться как к любой самой обычной функции.

//Листинг #2.1        дружественная функция класса        clang
#include <iostream>

class MyClass{
    int x;
public:
    void foo(MyClass obj);
    MyClass():x(100){}
};

void MyClass::foo(MyClass obj){         //<-- сделали функцию частью класса
    std::cout << obj.x;
}


int main(){
    MyClass x;      //создаём объект x, тип выбран MyClass
   // foo(x);         //так нельзя, нет функции foo
   x.foo(x);        //вызов через объект, потому что функция foo часть класса MyClass
}

//Листинг #2.1 дружественная функция класса clang

#include <iostream>

class MyClass{

int x;

public:

void foo(MyClass obj);

MyClass():x(100){}

};

void MyClass::foo(MyClass obj){ //<-- сделали функцию частью класса

std::cout << obj.x;

}

int main(){

MyClass x; //создаём объект x, тип выбран MyClass

// foo(x); //так нельзя, нет функции foo

x.foo(x); //вызов через объект, потому что функция foo часть класса MyClass

}

//Листинг #2.2        обычная функция класса        clang
#include <iostream>

class MyClass{
    int x;
public:
    void friend foo(MyClass obj);   //<-- зафрендили функцию, показав классу прототип
    MyClass():x(100){}
};

void foo(MyClass obj){         //<-- обычная функция
    std::cout << obj.x;
}


int main(){
    MyClass x;      //создаём объект x, тип выбран MyClass
    foo(x);         //обычная функция foo есть, она срабатывает, благодаря friend
  // x.foo(x);        //вызов через объект, но у класса нет функции foo, ошибка
}

//Листинг #2.2 обычная функция класса clang

#include <iostream>

class MyClass{

int x;

public:

void friend foo(MyClass obj); //<-- зафрендили функцию, показав классу прототип

MyClass():x(100){}

};

void foo(MyClass obj){ //<-- обычная функция

std::cout << obj.x;

}

int main(){

MyClass x; //создаём объект x, тип выбран MyClass

foo(x); //обычная функция foo есть, она срабатывает, благодаря friend

// x.foo(x); //вызов через объект, но у класса нет функции foo, ошибка

}

Когда мы френдим функцию, классу нужно подсказать описание функции. Использованием ключевого слова friend вы выкидываете функции (как часть класса) из класса, но добавляете классу лояльности по отношению к такой функции. Как можно увидеть по листингу #2.2, обычной функции позволено залезать в private-секцию класса, внутри которого её описание (прототип)зафрендено.

Френдить функцию можно в любой секции класса: private, public, protected.

//Листинг #2.3        обычная функция класса        clang
#include <iostream>

class MyClass{
    int x;
     void friend foo(MyClass obj);   //<-- зафрендили функцию, показав классу прототип  (В private!!!)
public:
    MyClass():x(100){}
};

void foo(MyClass obj){         //<-- обычная функция
    std::cout << obj.x;
}


int main(){
    MyClass x;      //создаём объект x, тип выбран MyClass
    foo(x);         //обычная функция foo есть, она срабатывает, благодаря friend
  // x.foo(x);        //вызов через объект, но у класса нет функции foo, ошибка
}

//Листинг #2.3 обычная функция класса clang

#include <iostream>

class MyClass{

int x;

void friend foo(MyClass obj); //<-- зафрендили функцию, показав классу прототип (В private!!!)

public:

MyClass():x(100){}

};

void foo(MyClass obj){ //<-- обычная функция

std::cout << obj.x;

}

int main(){

MyClass x; //создаём объект x, тип выбран MyClass

foo(x); //обычная функция foo есть, она срабатывает, благодаря friend

// x.foo(x); //вызов через объект, но у класса нет функции foo, ошибка

}

На этот момент, в идеале, должно стать понятным, что имеется в виду под этой (возможно)непонятной ранее формулировкой:

Дружественная функция — это функция, которая не являясь частью класса имеет доступ ко всем элементам из дружественного себе класса.

Чтобы мочь что-то делать с элементами объекта, дружественной функции надо отдавать сам объект. Поскольку дружественная функция самая обычная функция, а не элемент класса, то ничего о внутреннем устройстве класса она не знает, и чтобы была какая-то связь с элементами объекта, функции нужно отдать сам объект. Можно, конечно, использовать и функцию без параметров, но коли связи никакой с объектами класса у такой функции не будет, то и смысла от такой функции не будет, точнее смысла в дружественности такой функции не будет, а сама функция может быть вполне себе полезной и что-то делать, не нуждаясь в объектах класса, с которым зафрендена.

//Листинг #3       обычная функция класса        clang

class MyClass{
    void friend foo();   //<-- зафрендили функцию, показав классу прототип
};

void foo(){}

int main(){
    MyClass x;
    foo();         //дружественная функция есть, но смысла в ней нет

}

//Листинг #3 обычная функция класса clang

class MyClass{

void friend foo(); //<-- зафрендили функцию, показав классу прототип

};

void foo(){}

int main(){

MyClass x;

foo(); //дружественная функция есть, но смысла в ней нет

}

Эта статья полностью переписана 13.04.2018

Рубрика: friend функции, Без рубрики, Знакомства, Классы, Функции

Аноним:

12.03.2013 в 7:14 пп

😳

Ответить

Sergio:

05.09.2013 в 4:41 пп

➡ «При этом первый вариант работы то же самое, что и второй.»
То есть, как понимаю, использование дружественной функции — дело вкуса? Весомых аргументов в её пользу как-то не увидел, либо плохо читал… Можно ведь спокойно без неё жить и использовать обычную функцию Класса?..

admin:

05.09.2013 в 5:01 пп

то, что я не описал преимуществ не значит, что их нет. Иногда использование дружественных функций удобно использовать, иногда нет. Но если стремиться к максимальной абстракции, то использовать их надо как можно пореже.
Я видел, что их часто используют при перегрузках операторов и при полиморфизме.
А не описаны преимущества потому что я этот сайт делал один и, разумеется, не во всем хорошо разобрался. Я уже писал, что слабоват, хотя немного получше некоторых создателей похожих сайтов. Чтобы не вводить в заблуждения читателей, я старался избегать то, в чем слабо понимаю.

Ответить