C++中的友元和运算符重载

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2019年12月19日11:20:59 评论

一、友元

友元可以允许其他类或者函数访问自己的非共有成员,如果类想把它的函数作为友元,只需要增加一条以friend开头的函数声明即可。

1.1 添加外部函数作为友元

以下一个学生类,类中保存了学生的年龄、名字以及性别信息:

现在希望在类外面以函数的形式来计算两个学生的年龄之和,因为age成员是私有的,所以目前类外部的函数是无法获取到学生年龄,这个想法无法完成。但是有了友元之后,这个想法就能实现了。只要在类中添加友元定义,外部再实现函数就可以了:

友元是不区分共有和私有的,以友元修饰的函数即使声明在private域,外部也是能访问的。

1.2 以外部类作为友元

新增一个老师类,老师能获取学生的年龄:

1.3 静态成员变量

当类中存在静态变量时,友元类和函数也是能直接访问这个变量的。

以下代码声明了一个teacher_st作为老师类,声明了一个stu_st作为学生类,学生类中有一个静态变量total_count表示学生的总数,老师作为友元类来获取这个数量:

运行结果:

C++中的友元和运算符重载

二、运算符重载

2.1 运算符重载语法

运算符重载给类提供了大大的便利,使得自定义类型也能和内置类型一样使用系统操作符。

运算符重载的语法:

各元素说明:

  • void:返回值类型
  • operator+:表示重载运算符+
  • s:运算符的参数

运算符重载有几种不同的写法,可以写在类中,也可以写在类外面。

在类中声明

以学生类为例,重载小于符号<使得类可以直接通过年龄大小作为对比:

在类外面声明

因为类外面的函数无法直接访问类内部数据,因此,类外面的函数需要被声明为类的友元函数。

注意

在类内部重载操作符,编译器默认会把this作为第一个参数传入,因此,重载时无需再传入当前类对象本身。例如:

这就表示用当前对象和x对象作对比。而外部声明的函数,因为没有封装在类中,不能传入this指针,因此声明时需要传入对象本身。即:

2.3 重载输入输出运算符

重载输入和输出运算符需要注意的一个问题是:与iostream标准库相关的运算符重载,必须是非成员函数。

测试效果:

C++中的友元和运算符重载

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