Структуры данных и алгоритмы. Дружественные классы и функции

Дружественные классы и функции

Дружественные функции
Дружественные функции – это функции, объявленные вне класса, но имеющие доступ к закрытым и защищенным полям данного класса.
Дружественная функция объявляется внутри класса с модификатором friend.
Дружественные функции не являются членами класса, поэтому им не передается указатель this.

Правила описания и особенности дружественных функций:
1) Дружественная функция объявляется внутри класса, к элементам которого ей нужен доступ, с ключевым словом friend.
2) В качестве параметра ей должен передаваться объект или ссылка на объект класса, поскольку указатель this данной функции не передается.
3) дружественная функция может быть обычной функцией или методом другого ранее определенного класса.

Правила описания и особенности дружественных функций:
4) На дружественную функцию не распространяется действие спецификатора доступа, место размещения ее объявления в классе безразлично.
5) Одна функция может быть дружественной сразу несколькими классами.
6) Дружественная функция не наследуется.

Общий вид (синтаксис) объявления дружественной функции следующий:
class className
{
public:
className();
// другие конструкторы
friend returnType friendFunction(<список параметров>);
};

Пример дружественной функции
#include
using namespace std;
class myclass {
int a, b;
public:
friend int sum (myclass x);
void set_ab (int i, int j);
};
void myclass:: set_ab(int i, int j)
{
a = i;
b = j;
}
int sum (myclass x)
{
return x.a + x.b;
/* так как функция дружественная, она имеет прямой доступ к переменным a и b*/
}
int main()
{
myclass n;
n.set_ab(3,4);
cout << sum(n);
return 0;
}

Задание 6. Найдите ошибки в коде. Исправьте их. Сколько раз сработает конструктор. Добавьте для подсчета статическое поле. Какой результат работы программы выведется на консоль?
#include
using namespace std;
class X
{
private: int val;
public: X(int v = 0) { val = v; };
friend int f(X&);
friend int g(X);
int h(X) { cout << "\nfunc h:("
<< x.val << ")\n"; return x.val; };
};
int f(X &x) { cout << "\nfunc f:(«
<< x.val << ")\n"; return x.val; }
int g(X x) { cout << "\nfunc g:("
<< x.val << ")\n"; return x.val; }
void main()
{
X w;
w = 199;
X x(2), y(33);
f(x);
f(1);
g(y);
g(89);
x.h(x);
x.h(y);
y.h(107);
}

Задание 7. Определите для класса String (char *str; int len):
-String(const char* _str)
-void print()
-friend String append(String &str1, String &str2);
-friend String append(const char* str1, String &str2);
-friend String append(String &str1, const char* str2).
Продемонстрируйте работу класса.

Дружественные классы
Один класс может быть дружественным по отношению к другому
Дружественный класс и все его функции-члены имеют доступ к закрытым членам, определенным в другом классе
Дружественные классы редко используются в практических приложениях

Пример дружественного класса
class myclass {
int a;
int b;
public:
myclass (int i, int j) { a = i; b = j; }
friend class Min;
};
class Min {
public:
int min (myclass x);
}
int Min:: min(myclass x)
{
return x.a < x.b ? x.a : x.b ;
}
/* класс Min имеет доступ к закрытым переменным a и b*/
int main()
{
myclass ob(10, 20);
Min m;
cout << m.min(ob);
return 0;
}

Подставляемые функции
Короткая функция, которая не вызывается, а подставляется в соответствующее место программы
Перед подставляемой функцией указывают ключевое слово inline
Подставляемые функции широко используются в классах
Использование подставляемых функций ускоряет работу программы, но увеличивает размер кода
Подставляемые функции должны быть маленькими
В некоторых случаях компилятор может проигнорировать подставляемые функции
Рекурсивные функции не могут быть подставляемыми

Пример подставляемой функции
inline int min(int a, int b)
{
return a < b ? a : b ;
}
int main()
{
cout << min(10, 20);
cout << “ “ << min(99, 88);
return 0;
}
С точки зрения компилятора эта программа выглядит
#include
int main()
{
cout << min(10< 20? 10:20);
cout << “ “ << min(99< 88? 99:88);
return 0;
}

Пример подставляемой функции – члена класса
class myclass {
int a;
int b;
public:
void init (int i, int j);
void show();
};
inline void myclass :: init (int i, int j) { a = i; b = j; }
inline void myclass :: show() { cout << a << “ “ << b << “\n”; }
int main()
{ myclass x;
x.init(10,20)
x.show();
return 0;
}

Определение подставляемой функции внутри класса
class myclass {
int a;
int b;
public:
void init (int i, int j) {
a = i;
b = j;
}
void show()
{
cout << a << “ “ << b << “\n”;
}
};
int main()
{
myclass x;
x.init(10,20)
x.show();
return 0;
}
Если функция определена внутри класса – она автоматически становится подставляемой
Ключевое слово inline необязательно
Конструктор и деструктор могут быть подставляемыми либо по умолчанию, если они определены внутри класса, либо явно

Создайте класс с именем ship, который будет содержать данные об учетном номере корабля и координатах его расположения. Разработайте метод, который будет сохранять данные о корабле, вводимые пользователем, и метод, выводящий данные о корабле на экран. Напишите функцию main(), создающую 5 объектов класса ship, а затем запрашивающую ввод пользователем информации о каждом из кораблей и выводящую на экран всю полученную информацию.
Для задания номера создайте класс, одно из полей которого хранит «порядковый номер» объекта. Для этого необходимо иметь еще одно поле, в которое будет записываться количество созданных объектов класса.
Каждый раз при создании нового объекта конструктор может получить значение этого поля и в соответствии с ним назначить объекту индивидуальный порядковый номер. В класс необходимо включить метод, который будет выводить на экран порядковый номер объекта.
Для хранения координат корабля используйте два поля типа angle, включающий три поля: int для числа градусов, типа float для числа минут и типа char для указания направления (N, S, E и W). Объект этого класса может содержать значение, как широты, так и долготы. Создайте метод, позволяющий ввести координату точки, направление, в котором она измеряется и метод, выводящий на экран значение этой координаты, например, 179°59,9′ E. Кроме того, напишите конструктор, принимающий эти три аргумента. Для вывода символа градусов воспользуйтесь символьной константой ‘\xF8’.

Задание на самостоятельную работу
Постановка задачи «Кошелек студента». Владелец кошелька может выполнить следующие действия с кошельком: добавить деньги в кошелек, взять деньги, пересчитать, посмотреть, дать деньги в долг. Источниками пополнения кошелька могут быть родители, также это может быть зарплата или стипендия.
Задание:
Добавить в разработанные классы задачи «Кошелек студента»:
Дружественные функции
Подставляемые функции
Статические переменные-члены класса