C++ 友元函式詳解：友元函式在不同編譯單元的使用？

友元函數允許函數存取其他類別的私有成員。當友元函數和它存取的類別不在同一編譯單元中時，有兩種場景：友元函數聲明在頭文件中：友元函數的聲明位於類別的頭文件中，類別的定義位於不同的來源文件中，友元函數可以存取私有成員。友元函數宣告在原始檔中：友元函數的宣告和定義都位於獨立的原始檔中，在頭檔中需要宣告友元函數，然後才能在其他編譯單元中使用它。

C 友元函數詳解：友元函數在不同編譯單元的使用

友元函數是C 中一種特殊類型的函數，它可以存取其他類別的私有成員。這允許友元函數執行其他類別無法執行的操作，例如修改 private 資料或呼叫 private 方法。

不同編譯單元中的友元函數

當您將程式碼組織到不同的編譯單元（例如原始檔或頭檔）時，友元函數的使用會變得更加複雜。要使友元函數能夠存取另一個類別的私有成員，該類別必須在友元函數宣告之前聲明。

如果友元函數和它所存取的類別不在同一編譯單元中，則存在兩種不同的場景：

場景1：友元函數宣告在頭檔中

在這種情況下，友元函數的宣告位於類別的頭檔中，而該類別的定義則位於不同的來源檔案中。這是最常見的情況：

// header.h
class MyClass {
    // ...
    friend void myFriendFunction();
};

// source.cpp
#include "header.h"
void myFriendFunction() {
    MyClass obj;
    // 可以访问 MyClass 的 private 成员
    obj.privateMember = 10;
}

場景2：友元函數宣告在原始檔中

在這種不太常見的情況下，友元函數的宣告和定義都位於單獨的原始檔中：

// class.cpp
class MyClass {
    // ...
    friend void myFriendFunction();
};

// friend.cpp
#include "class.h"
void myFriendFunction() {
    MyClass obj;
    // 可以访问 MyClass 的 private 成员
    obj.privateMember = 10;
}

對於場景2，還需要在頭檔中宣告友元函數，以便在其他編譯單元中使用：

// header.h
class MyClass;  // 前向声明
extern void myFriendFunction();

實戰案例

考慮以下使用友元函數操作私有成員的範例：

#include <iostream>

class MyClass {
    int privateMember;
public:
    MyClass(int val) : privateMember(val) {}
    friend void printPrivate(MyClass& obj);
};

void printPrivate(MyClass& obj) {
    std::cout << "Private member: " << obj.privateMember << std::endl;
}

int main() {
    MyClass obj(10);
    printPrivate(obj);  // 可以访问 privateMember

    return 0;
}

在這個範例中，printPrivate() 友元函數可以存取MyClass 的私有成員privateMember，並將其列印到控制台。

注意事項

• 友元函數應謹慎使用，因為它會破壞類別封裝。
• 僅在真正需要存取私有成員時才使用友元函數。
• 清楚地記錄友元函數的目的和用法。

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