好友和静态成员函数具有什么样的成员访问权限

What kind of member access do friend and static member functions have?

本文关键字：成员 访问 访问权 权限 什么样 静态成员 函数 好友      更新时间：2023-10-16

我想知道friend函数和static成员函数对类对象有什么样的类成员访问。具体来说，区别是什么以及为什么要使用其中一个而不是另一个。我的理解是，声明为类的friend或static成员的函数都可以访问该类任何实例的私有成员。

我将举一个简单的例子来说明为什么它们看起来和我如此相似。函数operator<和MyClass::lessThan似乎都有相同的访问权限，并且可以做完全相同的事情。

class MyClass {
    friend bool operator<(const MyClass &left, const MyClass &right);
public:
    MyClass(int pub, int priv) : m_pub(pub), m_priv(priv) {}
    static bool lessThan(const MyClass &left, const MyClass &right);
    int m_pub;
private:
    int m_priv;
};
bool operator<(const MyClass &left, const MyClass &right) {
    return ( (left.m_pub < right.m_pub) && (left.m_priv < right.m_priv) );
}
bool MyClass::lessThan(const MyClass &left, const MyClass &right) {
    return ( (left.m_pub < right.m_pub) && (left.m_priv < right.m_priv) );
}
int main(int argc, const char* argv[]) {
    MyClass a(1, 2),
        b(3, 4),
        c(-1, 1);
    cout << "a < b        = " << (a<b) << endl;
    cout << "a lessThan b = " << MyClass::lessThan(a,b) << endl;
    cout << "a < c        = " << (a<c) << endl;
    cout << "a lessThan c = " << MyClass::lessThan(a,c) << endl;
}

显然，这是一个简化的例子，但我想我的问题分为两部分：

  1. 在成员访问方面，朋友函数和静态函数之间有什么区别
  2. 在决定使用哪一种时，应该考虑哪些因素

请记住，尽管friend函数的原型出现在类定义中，但friendriend函数是在类之外定义的，但friendriend函数用于生成测试程序类。

当对象类应该只共享变量的一个副本时，将使用静态数据成员。因此，当所有类成员只需要一个副本就足够时，必须使用静态数据成员来保存存储。

对于静态成员函数，您可以查看以下内容：何时使用静态成员函数？

  1. 他们都可以接触到班上的所有成员，包括私人成员
  2. 您需要决定一个函数在逻辑上是否属于它需要访问其成员的类，或者它是否属于另一个类，或者根本不属于任何类。在第一种情况下（逻辑上属于类的函数），使函数为静态的；在第二种情况下，让它成为一个朋友，并根据您的设计添加到它逻辑上所属的类或命名空间中

它们是不同的概念：

如果一个类、方法或函数是类X的朋友，则该类、函数或方法可以访问被声明为私有的类X的成员，因此通常不能在类之外访问

class A{
  private:
     int x;
  friend void foo(A& a);
};
void foo(A& a){
    a.x = 3; //Access okay, foo is a friend of A
} 
void bar(A& a){
   a.x = -1; // Compiler will complain A::x is private
}

静态成员是在该类的所有对象实例之间共享的数据成员，或者是可以在没有该类的实例对象的情况下调用的方法。

class B{
  private:
    static int y;
  public:
    static void printY();
    void alterY();
}
int B::y=3;
void B::printY(){
   cout<<y;
}
void B::alterY(){
   y++;
   cout<<y;
}

B b1,b2;
B::printY();// will output 3
b1.alterY();// will output 4
b2.alterY();// will output 5

静态方法可以在不经过类实例的情况下调用，因此它们没有任何直接访问权限，它们类似于全局函数，但嵌套在类的命名空间中。但是，如果您给它们一个该类的实例作为参数，它们将能够访问成员变量，而无需像非静态方法一样通过访问器。与静态方法一样，友元函数如果您将其友元类的实例作为参数提供给它们，它们将能够直接访问成员变量。

在成员访问方面，朋友函数和静态函数之间有什么区别？

无。他们都有完全的访问权。

在决定使用哪一种时，应该考虑哪些因素？

它完全取决于上下文以及什么使代码更容易阅读。

在你上面的例子中，我肯定更喜欢bool operator<()而不是MyClass::lessThan()，因为它使代码阅读起来更直观。

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