西安石油大学大二(上)C++面向对象程序设计课件chapter4.ppt

第4章 友元和运算符重载 主要内容 友元的概念 定义友元的方法 运算符重载 4.1 友元的概念 问题引入 类具有封装性，private成员只能在类定义的范围内，由该类对象的成员函数来访问。即外部程序不能存取类的私有成员。但有时候，为了提高效率，需要在类的外部访问类的private成员。 C++解决方法 通过友元实现类外部的函数或类访问类中的 private成员。 4.1 友元的概念 友元的概念 所谓友元是说一个类或一个函数是另一个类的朋友（friend）元素。 当一个类或一个函数是另一个类的友元时，可用“.”或“-”运算符来调用该类中的私有成员。 友元种类 友元类 友元成员函数 友元函数（不属于任何类） 4.1 友元的概念 友元的概念 当一个类A是另一个类B的友元时，称类A是类B的友元类，类B是类A的宿主类。 当一个函数是另一个类A的友元时，称该函数是类A的友元函数。 4.2 定义友元的方法 定义友元类的方法 C++语言中，定义类A是类B的友元类的语句格式是：将声明语句friend class A;加入类B的定义中。 如： class B { friend class A; … //类B的常规定义 }; 4.2 定义友元的方法 定义友元类的方法 友元类的声明语句可放在公有部分也可放在私有部分。 一旦定义了类A是类B的友元类，则类A中的所有成员函数都是类A的友元成员函数，即类A的所有成员函数都可用“.”或“-”运算符来调用类B中的private成员或protected成员。 举例 4.2 定义友元的方法 定义友元类的方法 例1 设计一个类作为另一个类的友元类，说明友元类的使用方法。 4.2 定义友元的方法 定义友元类的方法 4.2 定义友元的方法 定义友元类的方法 说明 类的成员函数可以访问类的私有数据成员。 友元类A的成员函数change()限定为const，只能读而不可修改本类的数据成员值。这个限定对宿主类B的私有数据成员不起作用。 友元类的成员函数可以修改宿主类的私有数据成员的值，说明定义友元类会导致类的封装性的某种程度的破坏。 4.2 定义友元的方法 定义友元函数的方法 友元函数不是当前类的成员函数，而是独立于当前类的外部函数，它可用“.”或“-”运算符访问该类的所有对象成员。 友元函数的声明 friend 函数原型 此声明可放在公有部分，也可放在私有部分。 4.2 定义友元的方法 定义友元函数的方法 友元函数定义 可在类的内部，也可在类的外部定义友元函数。 在类的外部定义友元函数时，不必在函数名前加上“类名::”。 友元函数同一般成员函数的区别是，友元函数没有this指针。 4.2 定义友元的方法 定义友元函数的方法 友元函数一般带有一个该类的入口参数。 因为友元函数不是类的成员函数，不能直接引用对象成员的名字，必须通过作为入口参数传递进来的对象名或指针来引用该对象的成员。 4.2 定义友元的方法 定义友元成员函数的方法 当一个类A定义为类B的友元类时，类A中的所有成员函数都是类B的友元成员函数。 当只需要类A中的若干成员函数为类B的友元时，可以只定义类A中的这些成员函数为类B的友元成员函数。 4.2 定义友元的方法 定义友元成员函数的方法 友元成员函数的声明： class A{ 返回类型 func(参数); … }; class B{ friend 返回类型 类A:: func(参数); … }; 4.2 定义友元的方法 定义友元成员函数的方法 说明 当类A的成员函数作为类B的友元成员函数时，必须先定义类A (符合C++语言先定义、后使用的基本原则。)，不同于友元类。 声明友元成员函数时，要加上成员函数所在的类的类名。 类A中的这些成员函数不仅可以访问所在类中的private成员和public成员，还可以访问类B中的private成员和public成员。 4.3 运算符重载 运算符重载的概念 运算符重载通过创建运算符函数来实现。 运算符函数定义了重载的运算符所要进行的操作，这种操作通常作用在一个类上。 运算符函数的两种形式 类的成员函数 友元函数 运算符函数名 operator @ //等同于函数名 @为所要重载的运算符 如：operator+。 4.3 运算符重载 运算符重载和函数重载的区别 对于运算符重载，重载的是运算符。 即使运算符只在当前程序中定义了一次，也称做运算符重载。为什么？ 运算符重载必须满足C++语言规定。 4.3 运算符重载 运算符重载的规定 重载的运算符要保持原运算符的意义。 不能创建新的运算符，只能对已有运算符重载。允许重载的运算符如表4.1所示。 不能重载的运算符： ?: . -