C++友元函数、友元类

1、什么是友元函数？

友元函数就是可以直接访问类的成员（包括私有数据）的非成员函数，也就是说他并不属于这个类，他是一种外部的函数。

一个外部函数只能通过类的授权成为这个类友元函数，这就涉及到一个关键字friend。因为我们的一个外部函数是无法访问一个类的私有数据的，当然可以访问

public修饰的变量，这就不叫私有数据了。

1、友元全局函数

(1)首先说明友元全局函数首先他是一个普通的全局函数，其次他是一个的类的友元函数，也就是意味着我们可以通过友元函数

访问类的私有数据和成员函数，当然首先这个友元函数的参数是一个这个类的引用、类的指针或者就是这个类对象。

(2)声明全局友元函数如下所示：

#include <iostream>
using namespace std;

class Time{
    friend void func(Time &t);   // 声明全局函数为一个友元函数
public:
    Time(int h, int m, int s) : i_mHour(h), i_mMin(m), i_mSecon(s) { }                  // 构造函数
private:
    int i_mHour;
    int i_mMin;
    int i_mSecon;
};

static void func(Time &t)    // 全局函数
{
    cout << t.i_mHour << ":" << t.i_mMin << ":" << t.i_mSecon << endl;
}

int main(void)
{
    Time t = {10, 20, 30};
    func(t);
    return 0;
}

2、友元成员函数

(1)首先说明友元成员函数是一个类的成员函数，其次他是另一个类的友元函数，所以我们也可以在这个函数中访问这个类的私有数据和成员函数

(2)声明友元成员函数如下所示：

#include <iostream>
using namespace std;

class Time;

class Print{
public:
    void func(Time &t);   // func函数是Time类的友元函数
};

class Time{
    friend void Print::func(Time &t);  // 声明Print类中的func函数是Time类的友元函数
public:
    Time(int x, int y, int z) : i_mHour(x), i_mMin(y), i_mSecon(z) { }
private:
    int i_mHour;
    int i_mMin;
    int i_mSecon;
};

void Print::func(Time &t)
{
    cout << t.i_mHour << ":" << t.i_mMin << ":" << t.i_mSecon << endl;  // 直接操作Time中的私有数据
}

int main(void)
{
    Time t(10,20,30);
    Print p;
    p.func(t);
    return 0;
}

3、友元类

(1)友元类就是在A类中将B类声明为A类的友元类，方法就是：friend 类名

(2)代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

class Print;

class Time{
    friend Print;         // 声明Print类为Time类的友元类
public:
    Time(int x, int y, int z) : i_mHour(x), i_mMin(y), i_mSecon(z) { } // 构造函数
private:
    int i_mHour;
    int i_mMin;
    int i_mSecon;
};

class Print{
public:
    Print(int x, int y, int z) : t(x, y, z) {  }  // 构造函数
    void func(void);             // 可以在这个函数中去操作Time对象t的私有数据 
private:
    Time t;           // 申明一个Time类对象
};

void Print::func(void)
{
    cout << t.i_mHour << ":" << t.i_mMin << ":" << t.i_mSecon << endl;  // 直接操作Time中的私有数据
}

int main(void)
{
    Print p(10,20,30);       // 定义一个Print类对象
    p.func();                
    return 0;
}

3、注意一些问题

(1)在类中声明的友元函数或者是友元类与类限定符没有任何关系，因为友元函数并不属于这个类，所以类的修饰限定符并不能对他起作用

class Time{
    friend void func1(Time &t);  // 一般申明在类的开头位置处
    ......
public:
    friend void func2(Time &t);  // 申明在public下
    ......
private: 
    friend void func3(Time &t);  // 申明在private下
    ......
protected:
    friend void func4(Time &t);  // 申明在protected下
    ......
};

(2)成员函数有this指针，而友元函数没有this指针。

(3)友元函数是不能被继承的，就像父亲的朋友未必是儿子的朋友，这个其实很好理解，也很合理。

(4)友元关系的单向性

A是B的友元，B不是A的友元

(5)友元声明的形式及数量不受限制

我们可以声明多个类的友元函数或者友元类，而且函数可以是一个运算符重载函数，也可以是其他的什么函数。

(6)友元只是封装的补充，其实是破坏了类的封装特性，所以我们如果能够不是用的情况尽量不要去使用。