Операции и дружественные операции

Дружественные функции

В СИ функции-элементы имеют доступ ко всем данным-элементам своего класса. Кроме этого, СИ предусматривает такую возможность еще и для дружественных функций. Объявление дружественной функции производится в объявлении класса и начинается с ключевого слова friend. Кроме наличия спецификатора friend, объявление дружественной функции совпадает с объявлением функции-элемента, однако прямого доступа к классу дружественная функция не имеет, поскольку для этого необходим скрытый указатель this, который ей недоступен. Но если вы передаете такой функции указатель на объект дружественного класса, функция будет иметь доступ к его элементам. Когда вы определяете дружественную функцию вне объявления дружественного ей класса, вам не нужно в определении указывать имя класса. Дружественной называется обычная функция, которой открыт доступ ко всем элементам-данным одного или нескольких классов.

Общий вид (синтаксис) объявления дружественной функции следующий:

class className

{ public:

className();

// другие конструкторы friend returnType friendFunction(<список параметров>); };

Пример 9:

class String

{

protected:

char *str;

int len; public:

String();

~String();

// другие функции-элементы friend String& append(String &str1, String &str2); friend String& append(const char* str1, String &str2); friend String& append(String &str1, const char* str2); };

Дружественные функции могут решать задачи, которые при помощи функций-элементов решаются с трудом, неуклюже или не могут быть решены вообще.

Рассмотрим простой пример использования дружественных функций. Текст программы FRIEND.CPP представлен в листинге 8.5. Программа следит за памятью, отведенной для хранения массива символов. Эта программа - первый шаг к созданию класса string.

Последняя программа использовала функции-элементы и дружественную функцию, которые реализовали действия, выполняемые в стандартных типах с помощью операций вроде = и +. Подход типичен для языков C и Pascal, потому что эти языки не поддерживают определяемые пользователем операции. В отличии от них C++ позволяет вам объявлять операции и дружественные операции. Эти операции включают в себя: +, -, *, /, %, ==, !=, <=, <, >=, >, +=, -=, *=, /=, %=, [],

(), << и >>. Обратитесь к описанию языка C++, где обсуждаются детали определения этих операций. СИ трактует операции и дружественные операции как специальный тип функций-элементов и дружественных функций.

Общий синтаксис для объявления операций и дружественных операций:

class className {

public: // конструкторы и деструктор

// функции-элементы // унарная операция returnType operator operatorSymbol(); // бинарная операция

returnType operator operatorSymbol(operand); // унарная дружественная операция friend returnType operator operatorSymbol(operand); // бинарная дружественная операция

friend returnType operator operatorSymbol(firstOperand, secondOperand); };

Пример 10:

class String

{

protected:

char *str;

int num; public:

String();

~String();

// другие функции-элементы

// операция присваивания

String& operator =(String& s);

String& operator +=(String& s);

// операции конкатенации

friend String& operator +(String& s1, String& s2);

friend String& operator +(const char* s1, String& s2);

friend String& operator +(String& s1, const char* s2);

// операции отношения

friend int operator >(String& s1, String& s2);

friend int operator =>(String& s1, String& s2);

friend int operator <(String& sl, String& s2);

friend int operator <=(String& sl, String& s2);

friend int operator ==(String& s1, String& s2);

friend int operator !=(String& sl, String& s2); };

Код, который вы пишете, будет использовать операции и дружественные операции точно так же, как и предопределенные операции. Следовательно, вы можете создавать операции, чтобы поддерживать действия над классами, моделирующими, например, комплексные числа, строки, векторы и матрицы. Эти операции дают возможность вам записывать выражения в более привычной форме, чем использование вызовов функций.