Дружественные функции в C++ и варианты использования с примерами

Сокрытие данных — это фундаментальный метод разработки программного обеспечения, широко используемый в объектно-ориентированных языках программирования (ООП). Он ограничивает доступ к закрытым членам данных из-за пределов класса. Однако функция C++, известная как функция друга, противоречит принципу сокрытия данных.

В этой статье вы узнаете, что такое функция друга в C++ , что такое класс друга, и изучите некоторые варианты использования с примерами.

Ознакомьтесь с нашими бесплатными технологическими курсами, чтобы получить преимущество над конкурентами.

Что такое функция друга в C++?

Дружественная функция в C++ — это функция, объявленная вне класса, но имеющая доступ к закрытым и защищенным членам класса. Хотя закрытые члены определенного класса недоступны для функций, не являющихся членами, объявление их дружественными функциями дает им доступ к закрытым и защищенным членам классов.

Ознакомьтесь с расширенной сертификацией upGrad в области DevOps

Характеристики функции друга

Функция друга в C++ имеет следующие характеристики:

• Функция друга находится вне области действия класса, для которого она объявлена ​​другом.
• Дружественная функция может быть либо членом класса, либо функцией, объявленной за пределами класса.
• Функциональность друга не ограничивается одним классом.

Изучите наши популярные курсы по программной инженерии

• Вызов функции друга аналогичен вызову любой обычной функции класса без использования объекта.
• Мы не можем вызвать функцию друга, используя объект, поскольку он не находится в области действия класса.
• Дружественные функции в C++ имеют объекты в качестве аргументов.
• Мы можем объявить функцию друга либо в приватной, либо в публичной части.
• Имена членов не доступны напрямую функции друга, и она должна использовать оператор членства с точкой и имя объекта с именем члена.

Ознакомьтесь с расширенной сертификацией upGrad по кибербезопасности

Синтаксис функции друга

Чтобы объявить функцию друга, мы используем ключевое слово friend внутри тела класса. Синтаксис функции друга:

класс className {

… .. …

друг returnType имя_функции (список аргументов);

… .. …

}

Востребованные навыки разработки программного обеспечения

Если мы разберем синтаксис, вот что означает каждый термин:

• друг — это ключевое слово, обозначающее, что функция является функцией друга.
• returnType — возвращаемый тип функции.
• functionName — это имя функции, которая стала другом класса.
• список аргументов — это аргументы, которые мы будем передавать

Изучайте онлайн-курсы по разработке программного обеспечения в лучших университетах мира. Участвуйте в программах Executive PG, Advanced Certificate Programs или Master Programs, чтобы ускорить свою карьеру.

Пример дружественной функции C++

Теперь давайте посмотрим на некоторые программы, чтобы проиллюстрировать функцию друга.

Пример 1: дружественная функция C++ для печати высоты коробки

#include <иопоток>

использование пространства имен std;

коробка класса

{

частный:

внутренняя высота;

публичный:

Коробка (): высота (0) { }

друг int printHeight (Box); //функция друга

};

int printHeight (коробка h)

{

высота += 40;

вернуть h.height;

}

основной ()

{

Коробка ч;

cout<<“Высота блока: “<< printHeight(h)<<endl;

вернуть 0;

}

Прочтите наши популярные статьи, связанные с разработкой программного обеспечения

Выход:

Высота коробки:40

Пример 2. Когда дружественная функция C++ дружественна к двум классам

#include <иопоток>

использование пространства имен std;

// предварительное объявление

класс ClassQ;

класс КлассP {

публичный:

// конструктор для инициализации numP значением 12

КлассP() : числоP(12) {}

частный:

целое число;

// объявление дружественной функции

друг int добавить (ClassP, ClassQ);

};

класс ClassQ {

публичный:

// конструктор для инициализации numQ значением 1

КлассQ() : числоQ(1) {}

частный:

число Q;

// объявление дружественной функции

друг int добавить (ClassP, ClassQ);

};

// доступ к членам обоих классов

int add(ClassP objectP, ClassQ objectQ) {

возврат (objectP.numP + objectQ.numQ);

}

интервал основной () {

объектP классаP;

объект Q классаQ;

cout << "Сумма: " << добавить (objectP, objectQ);

вернуть 0;

}

Выход:

Сумма:13

В приведенном выше примере класс P и класс Q объявили add() в качестве дружественной функции, предоставляя ей доступ к закрытым данным обоих классов. Кроме того, функция друга внутри класса P использует класс Q.

Итак, мы делаем предварительное объявление класса Q в программе.

Реализация функции друга

Чтобы лучше понять функцию друга в C++, мы теперь рассмотрим два способа реализации функции друга.

1. Реализация функции друга на C++ через метод другого класса

Мы объявляем дружественный класс в C++, когда нам нужен доступ к закрытым и защищенным членам другого класса, в котором он объявлен другом. Также можно объявить единственную функцию-член другого класса в качестве друга.

класс имя_класса

{

класс друга friend_class;// объявление класса друга

};

класс друг_класс

{

};

В вышеприведенном объявлении дружественного класса все функции в friend_class являются дружественными функциями class_name .

Вот простой пример, иллюстрирующий реализацию дружественных функций через метод другого класса:

#include <иопоток>

использование пространства имен std;

класс А

{

инт р=4;

друг класса B; //класс друзей

};

класс Б

{

публичный:

пустой дисплей (A & a)

{

cout<<"Значение p равно:" <<ap;

}

};

основной ()

{

А а;

Б б;

1. дисплей (а);

вернуть 0;

}

Выход:

Значение p равно:4

2. Реализация глобальной функции

Реализация функции глобального друга позволяет нам получить доступ ко всем защищенным и закрытым членам объявления глобального класса. Вот пример:

#include<iostream>

использование пространства имен std;

пространство класса

{

в а;

интервал б;

интервал с;

публичный:

пустые наборы данных (int x, int y, int z);

недействительный дисплей (недействительный);

друг оператор пустоты- (пробел &s);

};

пустое пространство ::setdata (int x, int y, int z)

{

а=х; б=у; с=г;

}

пустое пространство:: дисплей (пустое)

{

cout<<a<<” “<<b<<” “<<c<<“\n”;

}

void оператор- (пробел &s)

{

са =- са;

сб =- сб;

сбн =- сбн;

}

основной ()

{

пробел с;

1. установить данные (9,2,3);

cout<<«s:»;

1. отображать ();

-с;

cout<<“-s:”;

1. отображать ();

вернуть 0;

}

Выход:

с: 9 2 3

-с: -9 -2 -3

В приведенном выше примере программы operator- — это дружественная функция, которую мы глобально объявили в области видимости класса.

Что такое класс друзей в C++?

Хотя это уже достаточно очевидно, дружественный класс — это класс, который имеет доступ как к закрытым, так и к защищенным членам класса, в котором он объявлен другом.

Проще говоря, дружественный класс в C++ используется, когда мы хотим, чтобы класс имел доступ к закрытым и защищенным членам другого класса.

Функции-члены класса, которые мы объявляем как дружественные по отношению к другому классу, являются дружественными функциями по отношению к дружественному классу. Таким образом, дружественные функции связывают оба класса.

Синтаксис класса Friend

Вот синтаксис дружественного класса в C++:

класс Р; //предварительное объявление

класс Р{

// Другие объявления

друг класса R;

};

класс R{

// Объявления

};

На приведенном выше рисунке класс R является другом класса P. В результате класс R может получить доступ к закрытым элементам данных класса P. Однако обратное неверно, и класс P не может получить доступ к закрытым элементам данных класса R. .

Кроме того, предварительное объявление дается для информирования компилятора о существовании сущности до того, как она будет определена по категориям. Здесь мы объявляем класс R, используя предварительное объявление, чтобы уведомить компилятор о его существовании. Предварительное объявление позволяет нам использовать объекты класса R в классе P.

Какая польза от функции друга в C++?

Подводя итоги нашего обсуждения, давайте рассмотрим два основных варианта использования функции friend в C++:

• Во-первых, мы используем функцию друга, когда хотим получить доступ к закрытым и защищенным членам класса. Для этого нам обычно требуется, чтобы объекты этого класса обращались к закрытым и защищенным членам. Однако функция друга устраняет ситуацию, когда функция должна быть членом класса, чтобы получить доступ.
• Другое использование функции друга в C++ — перегрузка операторов. Функции с одинаковыми именами, но разными номерами и аргументами называются перегружающими функциями. Дружественные функции в C++ находят применение при перегрузке операторов.

В этом случае функция перегрузки оператора предшествует ключевому слову друга и объявляет область класса функции. При перегрузке дружественной функцией бинарные операторы принимают два явных аргумента, а унарные операторы принимают один аргумент. Она работает так же, как бинарная операторная функция, за исключением того, что реализация дружественной операторной функции происходит за пределами класса.

На этом мы подошли к концу нашего обсуждения функции друга в C++ и ее использовании. Надеюсь, это поможет вам расширить ваши знания о C++.

Кроме того, если вы хотите начать свою карьеру в качестве разработчика полного стека, upGrad предлагает полностью онлайн- программу Executive Post Graduate Programme в области разработки программного обеспечения — специализация в разработке полного стека на 13 месяцев в сотрудничестве с IIIT Bangalore.

Основные моменты программы:

• Практическое знакомство с отраслевыми кейсами и заданиями
• 450+ часов обучения на 360 градусов
• 10+ лучших инструментов и языков программирования
• Карьерное наставничество 1:1 Сессии с отраслевыми наставниками
• Круглосуточная поддержка студентов

Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы получить эксклюзивные преимущества upGrad уже сегодня!