C++ 友元函数详解：如何使用友元函数进行跨类访问？

C 中的友元函数允许非成员函数访问类的私有和受保护成员，在实现跨类操作、ADT 和单元测试中十分有用：声明友元函数：使用 friend 关键字声明一个类外的函数。使用友元函数：直接访问类的私有成员，就像它是一个成员函数一样。实战案例：使用友元函数获取私人年龄信息，无需公开年龄属性。

C 友元函数详解：让跨类访问成为现实

在 C 编程中，友元函数是一种强大的机制，它允许一个类之外的函数访问类的私有和受保护成员。这在某些情况下非常有用，例如：

• 实现非成员函数对某些类属性的操作。
• 跨类实现抽象数据类型（ADT）。
• 在 Unit 测试框架中，使用友元函数绕过访问限制来测试私有方法。

友元函数的声明

class MyClass {
public:
    // ...
private:
    // ...
    friend void print_my_class(const MyClass&); // 声明友元函数
};

上面的代码声明了 print_my_class 作为 MyClass 的友元函数。这意味着 print_my_class 函数可以访问 MyClass 的私有和受保护成员。

友元函数的使用

要使用友元函数，只需在友元函数中直接访问类的私有成员即可：

void print_my_class(const MyClass& obj) {
    std::cout << "Private member: " << obj.private_member << std::endl;
    std::cout << "Protected member: " << obj.protected_member << std::endl;
}

实战案例

假设我们有一个 Person 类，表示一个人，它具有一个私有的 age 成员。我们想要创建一个友元函数 get_age 来获取 Person 对象的年龄：

class Person {
public:
    // ...
private:
    int age;
    friend int get_age(const Person&); // 声明友元函数
};

int get_age(const Person& person) {
    return person.age;
}

在 main 函数中，我们创建一个 Person 对象并使用友元函数 get_age 访问其私有成员：

int main() {
    Person person(25);
    std::cout << "Age: " << get_age(person) << std::endl;
    return 0;
}

输出：

Age: 25

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