Penjelasan terperinci tentang fungsi rakan C++: Aplikasi fungsi rakan dalam reka bentuk berorientasikan objek?

Fungsi rakan C++ ialah fungsi khas yang menyediakan akses kepada ahli peribadi dan dilindungi kelas lain. Fungsi bukan ahli boleh berinteraksi dengan kelas tertentu dengan mengisytiharkan fungsi rakan. Aplikasi fungsi rakan termasuk pembebanan operator, operasi I/O dan pelaksanaan asas. Sebagai contoh, fungsi rakan boleh digunakan untuk membebankan operator + untuk menyokong operasi antara jenis data tersuai, seperti yang ditunjukkan dalam kes berikut: kelas Vektor { public: friend Vector operator+(const Vector& v1, const Vector& v2);

Dalam C++, fungsi rakan ialah fungsi khas yang diberikan akses kepada ahli peribadi dan dilindungi kelas lain. Ini membolehkan fungsi bukan ahli berinteraksi dengan kelas tertentu tanpa perlu diisytiharkan sebagai fungsi ahli kelas.

Terdapat dua cara untuk mengisytiharkan fungsi rakan:

Diisytiharkan dalam takrif kelas:

• class MyClass {
      friend void myFriendFunction();
  };

  Salin selepas log masuk

Menggunakan pengisytiharan kata kunci rakan:
• friend 关键字声明：

class MyClass; // 前向声明

void myFriendFunction() {
    MyClass obj;
    // 访问 MyClass 的私有成员
}

友元函数的应用

友元函数在面向对象设计中有多种应用，包括：

• 操作符重载：友元函数可以重载运算符，例如 + 和 *，以支持自定义数据类型之间的运算。
• I/O 操作：友元函数可以提供对类的 I/O 功能，例如 << 和 ，以简化对象序列化。
• 底层实现：友元函数可以访问类的私有成员，以实现复杂的算法或内部数据结构。

实战案例：操作符重载

以下代码示例展示了如何使用友元函数来重载 + 运算符，以支持两个 Vector 对象的加法：

class Vector {
    int x, y;
public:
    Vector(int _x, int _y) : x(_x), y(_y) {}
    friend Vector operator+(const Vector& v1, const Vector& v2);
};

Vector operator+(const Vector& v1, const Vector& v2) {
    return Vector(v1.x + v2.x, v1.y + v2.y);
}

int main() {
    Vector v1(1, 2), v2(3, 4);
    Vector v3 = v1 + v2;  // 使用重载的 + 运算符
    return 0;
}

在上面的示例中，operator+ 函数是一个友元函数，它允许非成员函数访问 Vector 类的私有数据成员 x 和 y