C++——友元

首先，什么是友元呢？

友元提供了一种突破封装的方式，有时提供了便利。但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多用。

那么友元又是如何分类的呢？

答：友元函数和友元类。

接下来就让我们一同来详细了解一下友元的含义吧！

 1.友元函数

为了引出友元，现在我们来提出一个问题：现在尝试去重载operator，然后发现没办法将operator重载成成员函数。请问这是为什么呢？因为cout的输出流对象和隐含的this指针在抢占第一个参数的位置。this指针默认是第一个参数也就是左操作数了。但是实际使用中cout需要是第一个形参对象，才能正常使用。所以要将operator重载成全局函数。但又会导致类外没办法访问成员，此时就需要友元来解决。operator>>同理。

class Date

{

public:
 Date(int year, int month, int day)
 : _year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {}
 
 // d1 << cout; -> d1.operator<<(&d1, cout); 不符合常规调用

 // 因为成员函数第一个参数一定是隐藏的this，所以d1必须放在<<的左侧

 ostream& operator<<(ostream& _cout)
 {
 _cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
 return _cout;
 }
 

private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};

注意：友元函数可以直接访问类的私有成员，它是定义在类外部的普通函数，不属于任何类，但需要在类的内部声明，声明时需要加friend关键字。

class Date

{
 friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
 friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);

public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 : _year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {}
 

private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
};
 

ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
 _cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
 return _cout;
}
 

istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
{
 _cin >> d._year;
 _cin >> d._month;
 _cin >> d._day;
 return _cin;
}
 

int main()
{
 Date d;
 cin >> d;
 cout << d << endl;
 return 0;
}

 请注意：

• 友元函数可访问类的私有和保护成员，但不是类的成员函数
• 友元函数不能用const修饰
• 友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制
• 一个函数可以是多个类的友元函数
• 友元函数的调用与普通函数的调用原理相同

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2.友元类

友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的非公有成员。

• 友元关系是单向的，不具有交换性。

  比如上述Time类和Date类，在Time类中声明Date类为其友元类，那么可以在Date类中直接访问Time

  类的私有成员变量，但想在Time类中访问Date类中私有的成员变量则不行。

• 友元关系不能传递。如果B是A的友元，C是B的友元，则不能说明C时A的友元。
• 友元关系不能继承。 

class Time

{
 friend class Date; // 声明日期类为时间类的友元类，则在日期类中就直接访问Time类中的私有成
员变量

public:
Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)
 : _hour(hour)
 , _minute(minute)
 , _second(second)
 {}
 

private:
 int _hour;
 int _minute;
 int _second;
};
 

class Date

{

public:
 Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
 : _year(year)
 , _month(month)
 , _day(day)
 {}
 
 void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second)
 {
 // 直接访问时间类私有的成员变量

 _t._hour = hour;
 _t._minute = minute;
 _t._second = second;
 }
 

private:
 int _year;
 int _month;
 int _day;
 Time _t;
};

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以上就是有关友元的全部内容啦，若有遗漏或错误，还请各位大佬同行斧正。