1、第7章 友 元,OOP主张程序的封装、数据的隐藏，但任何事情都不是绝对的，例如，一个家，总是要通过防盗门、门锁等不让外人进入，但是，在特殊情况下，如全家出游，又需要检查煤气、水电，就可以把钥匙托付给可以信赖的邻居朋友（友元）可以访问你家的私有数据成员,华北电力大学计算机系,信息隐藏: 数据成员私有; 通过公有的成员函数访问 问题引入： 条件：类外函数需要频繁地访问类的数据成员 目的：提高程序效率 方法：友元(friend) 友元 友元函数 友元类,华北电力大学计算机系,目录,7.1 友元函数 7.2 友 元 类 7.3 友元应用实例,华北电力大学计算机系,7.1 友元函数,友元的声明在类内 f
2、riend ()； 注：友元函数说明可在类的任何部位,意义完全一样。 友元函数的定义一般在类外 (一般与类的成员函数定义放在一起) 注意友元函数可直接访问该类的所有成员（公有的、私有 的、保护的），但它不是成员函数，它可以像普通函数一样 在任何地方调用。,华北电力大学计算机系,例7.1,#include class Sample private：int n; public:Sample( ) n=0; Sample(int i) n=i;void getn()return n;void display()cout“n=“nendl; friend Sample square(Sample);
3、/友元函数说明 ; Sample square(Sample x) int tmp=x.n*x.n;return Sample(tmp); void main() Sample a(5),b;b=square(a);b.display(); ,/如果该函数没有定义为友元： Sample square(Sample x) int tmp=x.getn()*x.getn();return Sample(tmp); 结果如下：n=25,华北电力大学计算机系,例7.2 求一个点到直线的距离。,点类Point，点坐标用两个数据成员x和y表示(因为要在类外使用，所以设计为公有的)。 直线类Line，直线方
4、程 为ax2+bx+cx=0，系数用三个私有数据成员a、b和c表示 设计一个函数dist(参数为Point和Line）计算一个点(x，y)到直线ax2+bx+cx=0的距离d公式如下。,华北电力大学计算机系,#include #include class Point public:double x,y;Point(double x1,double y1) x=x1;y=y1; ; class Line private:double a,b,c; public:Line(double a1,double b1,double c1) a=a1; b=b1; c=c1; friend double
5、dist(Line l,Point p); ; double dist(Line l,Point p) double d;d=abs(l.a*p.x+l.b*p.y+l.c)/(sqrt(l.a*l.a+l.b*l.b);return d; void main() Point p(10,10);Line l(2,4,-3);cout“d=“dist(l,p)endl; ,华北电力大学计算机系,7.2 友元类 friend class,定义：类A定义中用关键词friend说明类Bfriend class例如：类B是类A的友元类 class A friend class B; ; 则类B的所有成员
6、函数都是类A的友元函数。,华北电力大学计算机系,例7.3,#include class B; class A private：int n; public:A() n=5; friend class B; ;class B public: void display(A tmp)cout“n=”tmp.nendl; /B的成员函数访问了A的私有数据 ;void main() A a;B b;b.display(a); ,华北电力大学计算机系,例74实现一个栈后进先出,要求： 实现栈的压入(入栈)和弹出(出栈)。 设计（用链表实现栈）： 结点类node,它包含结点值data和指向上一个结点的指针pr
7、ev; 栈类stack，它包含栈的头指针top。 生成的链式栈如图71所示,华北电力大学计算机系,#include class Stack; /先声明类stack class Node int data; /结点值Node *prev; / 指向上一结点的指针 public:Node(int d, Node *n) data=d;prev=n; /n:上个结点的指针； friend class Stack; /Stack为Node的友元类 ; class Stack Node *top; /栈顶 public:Stack() : top(NULL) Stack();void push(int
8、i); /入栈成员函数bool pop(); /出栈成员函数 ;,华北电力大学计算机系,void Stack:push(int i) Node *n=new Node(i,top); /i为节点数据top=n; ,栈底,top,新top,n,华北电力大学计算机系,int Stack:pop( ) Node *t=top; /t指向栈顶结点if (top!=NULL)top=top-prev /top后退一个结点int c=t-data; /c取原栈顶结点的data值delete t; /释放栈顶结点return c;return 0; ,栈底,栈顶top,t,Stack: Stack() wh
9、ile(top!=NULL)Node *t = top;top=top-prev;delete t; ,华北电力大学计算机系,void main() stack s;s.push(6); /4个元素入栈s.push(3);s.push(1);s.push(5);for(int i=0;i4;i+) cout s.pop() “ ”; cout endl; ,栈底,华北电力大学计算机系,改进,法1：增加isnull（） 无需知道栈内确切的元素个数，只要判别不为空，就可以出栈！bool Stack:isnull() if(top=NULL)return true;elsereturn false;
10、 while(!s.isnull() couts.pop()“ ”; ,法2：修改pop，带引用参数，并修改返回值为bool类型 bool Stack:pop(int ,华北电力大学计算机系,友元friend小结,友元的声明在类内，定义一般在类外 包括（友元函数、友元类） class A friend int f(int a); /友元函数 friend class B; /友元类 int f(int a) Class B . 友元的单向性和非传递性 单向性：B是A的友元类，并不意味A也是B的友元 非传递性：C是B的友元类， B是A 的友元类，并不意味C是A的友元类,类A的友元函数f 它不是A
11、的成员函数，但有权访问和调用A的所有私有及保护成员 定义一般在类外，但也可以在类内,类A的友元类B B的任一函数都有权访问和调用A的所有成员，包括私有和保护的成员 一定要在类外定义,华北电力大学计算机系,7.3 友元应用实例例7.5 银行(自学),设计三个类 中国银行类Cbank 工商银行类Bbank 农业银行类GBank。 每个类都包含 一个私有数据balance：存放储户在该行的存款数， 一个友元函数total：计算储户在三家银行总存款数,图7.2 类结构,华北电力大学计算机系,程序,#include class BBank; /这里预先说明，类BBank在后面定义 class GBank
12、; /这里预先说明，类GBank在后面定义class CBank /说明中国银行类CBank private:int balance; public:CBank() balance=0;CBank(int b) balance=b;void getbalance()coutbalance;void disp()cout“中国银行存款数:“balanceendl; friend void total(CBank,BBank,GBank); ;,华北电力大学计算机系,class BBank /说明工商银行类Bbank private:int balance; public:BBank() bala
13、nce=0; BBank(int b) balance=b;void getbalance()cout balance;void disp()cout “工商银行存款数:“ balance endl; friend void total(CBank,BBank,GBank); ;,华北电力大学计算机系,class GBank /说明农业银行类GBank private:int balance; public:GBank() balance=0;GBank(int b)balance=b; void getbalance()cout balance;void disp()cout “农业银行存款
14、数:“ balance endl;friend void total(CBank,BBank,GBank); ;,华北电力大学计算机系,void total(CBank A,BBank B,GBank C) cout “ 总存款数:“A.balance+B.balance+C.balance endl; void main() CBank X(100);BBank Y;GBank Z;X.disp(); Y.disp(); Z.disp();Y.getbalance();Z.getbalance();total(X,Y,Z); ,华北电力大学计算机系,7.3友元应用实例例7.6合并排序,设计类
15、 numset：输入一个整数数序，并按从小到大排列且不包含相同元素。 设计友元函数unionset：合并两个有序数序,#include const int MAX=20; class numset private:int aMAX; int count; public:numset() count=0; int geti(int i) return ai;void disp(); /显示所有元素void addnum(int n); /输入一个整数，并使其有序 friend numeset unionset(numset s1,numset s2); ,华北电力大学计算机系,void nums
16、et:addnum(int n) /添加一个元素n,并使之有序 int i=0,j; while (i=ai )i+; /找到n应放的位置i if (n=ai-1) return; /相同的元素不添加for (j=count;j=i;j- -) /ai之后元素后移，腾空aiaj+1=aj;ai=n; /i位置处放置ncount+; /元素总数增1 void numset:disp() /显示所有元素 for (int i=0;icount;i+)cout ai “ “;cout endl; ,/numset的成员函数,华北电力大学计算机系,numset unionset(numset s1,n
17、umset s2) numset s;int i=0,j=0; int v1,v2;while (iv2) s.addnum(v2); j+;else s.addnum(v1);i+;j+; /end if /end while,while (is1.count) /s1未排完 v1=s1.geti(i);s.addnum(v1);i+;while (js2.count) /s2未排完 v2=s2.geti(j);s.addnum(v2);j+; return s; ;/end uninoset,/友元函数uninonset合并有序串,华北电力大学计算机系,void main() numset set1,set2,set3;set1.addnum(1); set1.addnum(9);set1.addnum(5);set1.addnum(9); /重复，不加入cout “数序一:“; set1.disp();set2.addnum(8);set2.addnum(2);set2.addnum(6);set2.addnum(5);cout “数序二:“; set2.disp();set3=unionset(set1,set2); cout “合并:“; set3.disp(); ,
