C++之 友元重载 以及最常用的几种友元函数

在之前的友元中就曾经讲过，我们为了去访问修改私有成员中的数据时，只能通过公有的办法去进行访问操作，非常的局限。所以C++引用了友元函数，只要加上friend关键字，C++的这个类，会自动把这个函数的权限拉到类内，这样就可以访问私有成员了。

上一篇文章，讲了重载运算符的操作。但有些运算符不能够在类内进行重载，例如输入输出的符号。下面我会详细讲，为什么不能在类内进行重载。

这里我们先假设有一个类：

A{}；//功能暂且不写，知道是个类就行了

首先，普通类内重载，会自带一个this指针，指向用此函数的对象。这被称作第一操作数。

如果在定义+号的时候，实际上是并不是简单的（类对象）+（某某）亦或是（某某）+（类对象）；

它实际上全部的写法应该是：

A    a;                     //这里定义了一个对象a

a.operator+（某某);      //这是全部写法，也是正常情况应该写的情况，只是我们平时简写，编译器仍然认识罢了。

a+（某某）   // 这是我们平时的写法

比如你想重载<<或者>>符号，这种情况，他的第一操作符就一定不是类本身，例如：

A    a;

我们不可能写成：a<<或者是a>>；我们正常的写法应该是：cin >>a;cout << a;

这里第一操作符并不是a这个对象，而是cin/cout。这是ios的输入输出的参数。

这里有人就要问了，那（类对象）+（某某）；我也可以写成（某某）+（类对象）；这里实际上是交换律，因为，这里类对象写的地方，并不是唯一的，可以进行交换，这种情况可以不算。

话不多说，我们使用代码来进行讲解，下面先给大家展示时间类运算符重载，作为对比，我先写类内成员函数重载，再写类外友元重载，大家可以复制下来，看看。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;/*
* 1.类的成员    在类内的运算符重载函数的第一个操作数一定是类的对象
* 总结:
*   有的情况运算符必须写成非成员函数.这个函数如果需要获得类对象的私有数据,则有如下方法
*   1.可以利用交换律(前提是类已经实现该运算符的重载.1.5*t->t*1.5)
*   2.类把该函数声明为它的友元函数
*   3.类提供获取私有数据的公有方法
*   
*   举例：如下  
*/
class Time
{
private:int hours;//小时int minutes;//分钟
public:Time(int h = 0, int m = 0) :hours(h), minutes(m)//构造函数{}Time operator +(const Time& t)const;//重载 +,注意返回值不是引用Time operator -(const Time& t)const//重载 -{int tmp = (hours * 60 + minutes) - (t.hours * 60 + t.minutes);//分钟return Time(tmp / 60, tmp % 60);}Time operator *(double n)const;//重载 *  .含义;3:40 * 3 ->11小时0分//3*3:40  不是void show() const;//提供获得时间的公有方法/* int GetHours()const{return hours;}int GetMinutes()const{return minutes;}*/
};Time Time::operator+(const Time& t)const  //2:30+2:45
{return Time(hours + t.hours + (minutes + t.minutes) / 60, (minutes + t.minutes) % 60);
}Time Time::operator *(double n)const  // Time * 小数
{double tmp = (hours * 60 + minutes) * n;return Time{ (int)tmp / 60,(int)tmp % 60 };
}void Time::show() const
{cout << hours << "小时," << minutes << "分钟" << endl;
}Time operator*(double n,const Time &t)//普通函数的形式重载*
{//double tmp = n * (t.hours * 60 + t.minutes);//错误,这个函数不是Time成员,不能访问它的私有// int tmp = (int)(n * (t.GetHours() * 60 + t.GetMinutes()));//  return Time(tmp/60,tmp%60);return t * n;//前提:已经实现了 t*n
}int main()
{Time t1{ 2,35 };Time t2 = { 2,40 };Time t3 = t1 + t2;//t1.operator+(t2);Time t4 = t2 - t1;//t2.operator-(t1);Time t5 = t1 * 1.5;Time t6 = 1.5 * t1;//没有实现 小数*时间t3.show();t4.show();t5.show();t6.show();//t1 * 3;//t1.operator*(3);//3*t1;//3.*(t1);//在3这个int类 没有实现对Time的*重载return 0;
}

接下来，作为对比，我继续把重载输入输出的代码。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;class Time
{
private:int hours;//小时int minutes;//分钟public:Time(int h = 0, int m = 0);void show() const;//void operator <<(ostream& os)//os是输出流对象的引用//{//    os << hours << "小时,," << minutes << "分钟" << endl;//}friend Time operator *(double n, const Time& t);//这个是Time的友元函数friend ostream& operator <<(ostream& os, const Time& t);//这个是Time的友元函数//实现 >> 运算符重载   istreamfriend istream& operator >>(istream& is, Time& t);
};Time::Time(int h, int m)
{hours = h;minutes = m;
}void Time::show() const
{cout << hours << "小时," << minutes << "分钟" << endl;
}Time operator *(double n, const Time& t)
{int tmp = (int)(n * (t.hours * 60 + t.minutes));return Time(tmp/60,tmp%60);
}ostream & operator <<(ostream& os, const Time& t)//os不加const,需要把数据写入到输出流
{os << t.hours << "小时,," << t.minutes << "分钟" << endl;return os;
}istream& operator >>(istream& is, Time& t)
{return is >> t.hours >> t.minutes;
}int main()
{Time t1 = { 2,35 };Time t2 = { 2,40 };Time t3 = 1.5*t1;  //第一个操作数不是类对象,所以只能是非成员函数//t3.show();//t3 << cout; //可以作为类成员函数的,但不能理解cout << t3;//这个不能调用t3的成员函数,但我们需要cout << t1 << t2;cin >> t1; //5 30cout << t1;//5小时,30分钟// cout << t3 ;//错误,没有实现如何 cout<< Time的对象//cout 是 ostream类对象  ; cin是istream类对象return 0;
}

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每日金句：

        一步一行，便无惧陷入泥沼！

                                                                                                           ---------------银枝