Дружественные функции в C++

Дружественные функции в C++Язык C++ поддерживает функцию инкапсуляции, при которой данные объединяются с функциями. После объединения, данные доступны только функциям, работающим с ними.

Это одна из отличительных особенностей C++, которая сохраняет данные и предотвращает их утечку вне программы.

Но в некоторых приложениях нам иногда может понадобиться доступ к данным за пределами связанного устройства. Например, сторонний класс может захотеть получить доступ к закрытым и защищенным данным класса C++.

C++ предоставляет средство для доступа к частным и защищенным данным с помощью специальной функции, называемой дружественной функцией или классом, которую мы обсудим в данной статье.

Дружественная функция в C++ — это функция, которой предшествует ключевое слово «friend» (друг). Когда функция объявлена ​​как друг, она может получить доступ к закрытым и защищенным членам данных класса.

Дружественная функция объявляется внутри класса с предшествующим ключевым словом friend, как показано ниже:

class className{
……
friend returnType functionName(arg list);
};

Как показано выше, дружественная функция объявлена ​​внутри класса, к закрытым и защищенным членам которого необходимо получить доступ. Функция может быть определена в любом месте файла кода, и нам не нужно использовать ключевое слово «friend» или оператор разрешения области видимости.

Есть несколько моментов, которые следует помнить при реализации дружественных функций в программе:

  • Дружественная функция может быть объявлена ​​в частной или общедоступной части класса.
  • Дружественную функцию можно вызывать как обычную функцию без использования объекта.
  • Дружественная функция не входит в область действия класса, другом которого она является.
  • Дружественная функция не вызывается с использованием объекта класса, поскольку она не входит в область действия класса.
  • Дружественная функция не может напрямую обращаться к закрытым и защищенным членам данных класса.
  • Дружественная функция должна использовать объект класса, а затем обращаться к членам с помощью оператора точки.
  • Дружественная функция может быть глобальной функцией или членом другого класса.

Читать также:  Функции классификации и преобразования символов С++

Пример дружественной функции

Давайте разберем пример программирования, чтобы лучше понять использование дружественной функции:

Вывод данных:

Area = 150

В приведенной выше программе есть пример класса с закрытыми членами длины и ширины. Также есть public constructor, который инициализирует значения длины и ширины. Далее у нас есть дружественная функция «calcArea», которая вычисляет площадь, принимая во внимание длину и ширину.

Обратите внимание, что calcArea является дружественной функцией и не является частью класса. В основной функции, после создания объекта образца класса, мы передаем его в функцию calcArea, которая вычисляет площадь и отображает значение.

Дружественный класс

Если есть дружественная функция, значит может быть и дружественный класс. Дружественный класс может получить доступ к закрытым и защищенным членам класса, для которого он является другом.

class A{
……
friend class B;
};
class B{
……..
};

Как показано выше, класс B является дружественным по отношению к классу A. Таким образом, класс B может получить доступ к закрытым и защищенным членам класса A.

Но это не означает, что класс A может получить доступ к закрытым и защищенным членам класса B. Также, дружественность класса не передается по наследству. Это означает, что поскольку класс B является другом класса A, он не будет другом подклассов класса A.

Читать также:  Основные понятия роботов с дифференциальным приводом

Давайте разберем пример программирования, в котором демонстрируется работа дружественного класса:

Вывод данных:

Area = 150

В этой программе есть два класса. Класс «“Area» (площадь), который вычисляет площадь, используя параметры длины и ширины. Обратите внимание, что поля, площадь, длина и ширина являются закрытыми членами класса Area.

Следующим используемым классом является «printClass», который печатает площадь, вычисленную функцией calcArea в классе Area. Поскольку члены являются закрытыми, нам нужно сделать printClass другом класса Area.

После этого в основной функции мы создаем объект класса Area, вычисляем площадь и передаем объект в функцию printArea класса printClass для отображения площади.

Преимущества и недостатки дружественной функции или класса

Одним из преимуществ дружественной функции или класса является то, что мы можем получить доступ к закрытым и защищенным данным класса. Например, если мы реализуем связанный список, то мы можем сделать класс связанного списка другом класса узла и получить доступ к его данным, поскольку связанный список состоит из узлов.

Таким образом, в определенной ситуации использование дружественной функции или класса может оказаться выгодным. Однако у нее есть и некоторые недостатки.

Читать также:  Книга: Изучение робототехники с использованием Python

Одной из отличительных особенностей C++ является инкапсуляция, т.е. объединение данных и функций, работающих с этими данными, вместе, так что никакая внешняя функция или класс не могут получить доступ к данным. Но, разрешая дружественным функциям или классу доступ к закрытым членам другого класса, мы фактически ставим под угрозу функцию инкапсуляции.

Чтобы предотвратить это, мы должны быть осторожны при использовании дружественных функций или классов. Нужно следить за тем, чтобы в программе не использовалось слишком много дружественных функций и классов, что полностью поставит под угрозу инкапсуляцию.

Итог

На этом мы завершаем нашу статью про дружественные функции и классы в C++.

Помните, вы должны быть очень осторожны при использовании дружественных классов и функций, так как это может послужить лазейкой для хакера. Их также нужно использовать осторожно, поскольку чрезмерное использование дружественных функций и классов может поставить под угрозу функцию инкапсуляции ООП в программе.

В нашей следующей статье мы подробно расскажем о важности и использовании ключевого слова static в C++, а также приведем соответствующие примеры.

С Уважением, МониторБанк

Добавить комментарий