C++学习笔记（十六）：友元

问题的提出：

我们已知道类具备封装和信息隐 藏的特性。只有类的成员函数才能访问类的私有成员，程式中的其他函数是无法访问私有成员的。非成员函数能够访问类中的公有成员，但是假如将数据成员都定义 为公有的，这又破坏了隐藏的特性。另外，应该看到在某些情况下，特别是在对某些成员函数多次调用时，由于参数传递，类型检查和安全性检查等都需要时间开 销，而影响程式的运行效率。

友元是一种定义在类外部的普通函数，但他需要在类体内进行说 明，为了和该类的成员函数加以区别，在说明时前面加以关键字friend。友元不是成员函数，但是他能够访问类中的私有成员。友元的作用在于提高程式的运 行效率，但是，他破坏了类的封装性和隐藏性，使得非成员函数能够访问类的私有成员。

C++中提供三种友元关系的实现方式，友元函数、友元成员函数、友元类。

友元函数：
既将一个普通的函数在一个类中说明为一个friend属性；其定义（大多数会访问该类的成员）应在类后；

友元成员函数：
既然是成员函数，那么肯定这个函数属于某个类，对了就是因为这个函数是另外一个类的成员函数，有时候因为我们想用一个类通过一个接口去访问另外一个类的信息，然而这个信息只能是被它授权的类才能访问；那么也需要用friend去实现；这个概念只是在声明的时候稍有变化；

友元类：
友元类声明会将整个类说明成为另一个类的友元关系；和之前两种的区别是集体和个人的区别；友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数；

示例：

using namespace std;

class B;

class A{
    private:
        int x;
    public:
        A();
        void display(B &);
};

class C;

class B{
    private:
        int y;
        int z;
    public:
        B();
        B(int, int);
    friend void A::display(B &);//友元成员函数
    friend void display(B &);//友元函数
    friend class C;//友元类
};

class C{
    private:
        int sum;
        void calc(B &);
    public:
        C();
        void display(B &);
};

//必须在友元关系的类后进行定义
void display(B &v)//友元函数
{
    cout << v.y << " " << v.z << endl;
}

A::A()
{
    this->x = 0;
}

void A::display(B &v)//友元成员函数
{
    this->x = v.y + v.z;
    cout << this->x << endl;
}

B::B()
{
    this->y = 0;
    this->z = 0;
}

B::B(int y, int z)
{
    this->y = y;
    this->z = z;
}

C::C()
{
    sum = 0;
}

void C::display(B &v)
{
    this->calc(v);
    cout << sum << " = " << v.y << " + " << v.z << endl;
}

void C::calc(B &v)
{
    sum = v.y + v.z;
}

int main()
{
    A a;
    B b(2, 3);
    display(b);
    a.display(b);
    C c;
    c.display(b);
    
    return 0;
}