В этой статье мы расскажем о  следующем:

• Что такое дружественные функции и, главное, зачем они нужны.
• Чем отличаются обычные методы класса от дружественных функций класса.
• Как объявлять и определять дружественные функции.

• Как вызывать дружественные функции из главной main() функции .

Самым важным, но и, скорее всего, самым непонятным для вас сейчас станет определение дружественной функции. 

Дружественная функция — это функция, которая не является членом класса, но имеет доступ к членам класса, объявленным в полях private или protected.

Долго не вникайте в суть этого определения, а лучше сразу переходите к следующему абзацу. Обещаю, что после прочтения статьи вы вернетесь к этому определению и  вас посетит мысль: «Ну да — так и есть! Тут все понятно!»

Приступим к основному занятию программиста — практике! В примере запрограммируем следующее: создадим класс Woman25, который, используя дружественные функции  и обычные методы класса, будет получать данные об объекте (имя и вес) и выводить их на экран. Методы и friend-функции будут выполнять аналогичные действия. В этом и есть особенная польза данного примера — вы сможете посмотреть отличия в объявлении и определении дружественных функций от обычных методов класса. На основании полученных данных,  программа даст пользователю совет относительно корректировки его веса.  Ну что-же, лучше один раз увидеть…

#include <iostream>

#include <string.h>

 

using namespace std;

 

class Woman25

{

public:

    Woman25()//конструктор

    {

        name = new char [20];

        strcpy(name, "Норма");

        weight = 60;

    }

    ~Woman25()//деструктор

    {      

        delete [] name;

        cout << "!!! Деструктор !!!" << endl;  

    }

 

    void setData(char*, int);//объявление методов класса

    void getData();

    void advise();

private:

    char *name;//имя

    int weight;//вес

 

    friend void setData(char *, int, Woman25&); //объявление дружественных функций

    friend void getData(Woman25&);

}; // Закончилось определение класса Woman25

 

    void setData(char *n, int w, Woman25& object) //определяем friend-функцию setData

    {

        strcpy(object.name, n);////////////

        object.weight = w;

    }

 

    void getData(Woman25& object) //определяем friend-функцию getData

    {

        cout << object.name << "\t: " << object.weight  << " кг" << endl;

    }

 

    void Woman25::setData(char *n, int w)/ /определяем set-метод класса

    {

        strcpy(name, n);

        weight = w;

    }

 

    void Woman25::getData() //определяем get-метод класса

    {

        cout << name << "\t: " << weight  << " кг" << endl;      

    }

 

    void Woman25::advise()//определяем метод класса Совет (advise)

    {

        if(weight < 55){  //если вес меньше 55 кг

            cout << "Вам надо потреблять больше калорий!" << endl;

            cout << "=====================================" << endl << endl;

        }else if(weight >= 55 && weight <= 65){  //если вес в пределах 55-65 кг

            cout << "Ваш вес в норме!" << endl;

            cout << "=====================================" << endl << endl;

        }else { //если вес > 65 кг

            cout << "Вам надо ограничивать себя в еде!" << endl;

            cout << "=====================================" << endl << endl;

        }

    }

 

int main()

{

    setlocale(LC_ALL, "rus");

 

    Woman25 Norm; // создаем объект Norm, сработает конструктор и weight будет = 60, name - Норма

    Norm.getData(); // вызов метода класса

    cout << "=====================================" << endl << endl;

 

    Woman25 Anna; // Второй объект

    Anna.setData("Анна", 100); // Вызов метода класса

    Anna.getData(); // Вызов метода класса

    Anna.advise(); // Вызов метода класса

 

    Woman25 Inna; // Третий объект

    setData("Инна", 50, Inna); // Вызов дружественной функции

    getData(Inna); // Вызов дружественной функции

    Inna.advise(); // Вызов метода класса

 

return 0;

}

Комментарии к исходному коду.  В строках 6 — 30 создаем класс Woman25. Он содержит два  приватных элемента класса: char *name; и  int weight;.  В private также объявим дружественные функции friend void setData(char *, int, Woman25&); и friend void getData(Woman25&);. Хотя их можно объявлять и определять в любом  поле класса, будь то private, public или protected, но об этом поговорим позже. Так мы сделали, чтобы показать, что несмотря на объявление дружественных функций в поле private, к ним можно обращаться напрямую из функции main(). Тогда, когда методы класса должны располагаться в поле public всегда, если мы собираемся вызывать их вне класса. Объявление дружественных функций отличается от объявления методов класса еще и тем, что перед типом возвращаемого функцией значения используется зарезервированное слово friend. Обратите внимание, что в  виде параметра мы передаем этим функциям ссылку на объект нашего класса — Woman25&. В обычных методах этого не будет.  В поле public расположился конструктор класса — строки 15 — 20. В нем мы  задаем значение нормального веса — 60 кг, а так же, с помощью функции  strcpy(name, "Норма"); , вносим данные в элемент класса name.  Затем в строках 21 — 25 определяем деструктор класса  ~Woman25(). Его задача, освободить, выделенную конструктором, динамическую память. А для того, чтобы убедиться, что он сработал и удалил динамическую память всех созданных объектов класса при завершении работы программы, мы добавили в него строку cout << "!!! Деструктор !!!" << endl; . Строки 27 — 29 — объявление обычных методов класса.

Теперь начинается, пожалуй, самое интересное — определение вне класса наших дружественных функций и обычных методов класса. Все это располагается в строках 32 — 66. Смотрите, когда мы определяем дружественные функции , строки 32 — 36 и 38 — 41, мы не используем оператор :: двойное двоеточие (область видимости метода). Это уже говорит нам о том, что дружественная функция  не принадлежит классу, не является его компонентом. А при определении остальных методов использование оператора   ::  является обязательным . Метод класса advise(), на основании полученных данных о весе,  дает пользователю один из советов либо сообщает, что вес в норме.

Переходим в главную функцию — строки 68 — 87. Тут мы создаем объект класса Woman25 Norm;, при создании которого сработает конструктор и  инициализирует элементы name и weight. Вызываем метод класса   Norm.getData(); чтобы вывести на экран значение нормы.   Со вторым созданным объектом Woman25 Anna; работаем, вызывая обычные set и get— методы класса, а с третьим объектом Woman25 Inna; — вызывая дружественные функции. Как видите, вызываются они как функции, которые не принадлежат классу. Объект класса мы передаем, как параметр.

Запускаем программу и видим следующее:

Норма : 60 кг
=====================================

Анна : 100 кг
Вам надо ограничивать себя в еде!
=====================================

Инна : 50 кг
Вам надо потреблять больше калорий!
=====================================

!!! Деструктор !!!
!!! Деструктор !!!
!!! Деструктор !!!

Для продолжения нажмите любую клавишу . . .

И friend-функции, и методы класса справились со своими задачами, а мы с вами увидели отличия в их объявлении и определении. Так же мы увидели, что деструктор класса, как положено, сработал 3 раза (т.е. при уничтожении каждого созданного объекта). Если у вас возникает вопрос «Собственно, а зачем все это, если методы класса и так прекрасно работают?» — это хорошо! Ответ такой — «Представьте, что у нас есть еще десяток классов. Например Girl6_7, Girl8_9, Man25 и т.д., Используя дружественные функции, нам не придется для каждого класса определять  set и get-методы. Это в нашей программе они короткие! А если бы они занимали 20 — 30 строк? А так достаточно определить метод в одном из классов  или вообще определить функцию, как глобальную, а в остальные классы прописать ее прототип, как дружественной функции (используя слово friend). Мы экономим массу времени и наш код становится намного короче.»

Теперь, как всегда, немного теории, для закрепления материала: 

• Дружественная функция может располагаться в любом поле класса – private, public или protected. Она при любых обстоятельствах будет иметь доступ к private-элементам класса и, даже если она сама находится в поле private (как в нашем примере), к ней можно будет обратиться вне класса, не используя специальных методов.
• Когда мы определяем дружественную функцию, элементы класса необходимо явно передавать в нее в виде параметров функции.  Так как она не является компонентом класса, она не получает указатель this .
• В виде параметра, в дружественную функцию так же надо передать указатель или ссылку на объект класса. Иначе она не увидит  данные какого класса ей принять и обработать.
• Функция может использоваться, как дружественная к нескольким классам.
• Вызываются дружественные функции, как обычные функции. Т.е не используется такой способ — Объект_класса.функция(). После внесения  всех необходимых параметров в нее при вызове, она сама увидит с элементами какого класса и объекта надо работать.

Вот и все для начала.