C++类的友元函数与文件输入输出对象

"C++编程中的文件对象与友元函数" 在C++编程中，文件对象是用来处理磁盘上的文件的。本课件主要讲解了如何定义和使用这些对象进行输入输出操作，以及友元函数的概念及其应用。C++提供了三个类来处理文件流：`ifstream`用于输入，`ofstream`用于输出，而`fstream`则同时支持输入和输出。这些类都在头文件`fstream`中被声明。 1. 定义用于输入的文件对象：`ifstream`类 `ifstream`是输入流类，它继承自`istream`类，用于读取文件内容。创建一个`ifstream`对象并打开一个文件后，可以使用流操作符如`>>`来从文件中提取数据。 2. 定义用于输出的文件对象：`ofstream`类 `ofstream`是输出流类，继承自`ostream`类，用于向文件写入数据。通过创建`ofstream`对象并打开文件，可以使用流操作符`<<`将数据写入文件。 3. 定义用于输入输出的文件对象：`fstream`类 `fstream`类同时继承自`istream`和`ostream`，允许对同一个文件进行读写操作。使用`fstream`时，需要明确指定文件模式，如读写模式。 友元函数是C++中的一种特性，它突破了封装性的限制，允许非成员函数访问类的私有和保护成员。友元函数在类定义内部声明，使用`friend`关键字。虽然它不是类的成员，但具有访问类所有成员的能力，包括私有和保护成员。这使得友元函数可以更灵活地操作类的内部状态，但也可能降低代码的安全性。 友元函数的定义格式如下： ```cpp friend 返回值类型 FuncName(参数列表); ``` 例如： ```cpp friend float Volume(A& a); ``` 友元函数的调用方式与普通函数相同，不需要使用对象名，而是直接调用函数名，并传入对象的引用或指针。例如： ```cpp friend float Sum(A& a) { return a.x + a.y; } ``` 在示例代码中，`Sum`函数被声明为类`A`的友元，它可以访问`A`的私有成员`x`和`y`。在`main`函数中，`Sum(t2)`的调用展示了如何通过友元函数访问对象的私有数据。 需要注意的是，友元函数不拥有`this`指针，因此它们不能像成员函数那样直接访问对象的数据。它们通常需要接收对象的引用或指针作为参数，以便访问对象的成员。 友元函数与普通函数的主要区别在于： 1. 友元函数必须在类定义中声明，而普通函数可以在任何地方定义。 2. 友元函数可以访问类的所有成员，包括私有和保护成员，而普通函数只能访问类的公有成员。 在类`A`的另一个例子中，展示了如何定义一个接受对象引用的友元函数`Sum(A&)`，以及一个非友元函数`Sumxy(A&)`，后者通过公有成员函数`Getx()`和`Gety()`访问私有数据。这说明即使没有友元关系，也可以通过公有接口来间接访问私有数据，但这样做通常不如友元函数直接且高效。