C++类和对象中成员函数作为友元函数（附代码）

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一、成员函数作为友元函数

1.1 理论

在 C++ 中，友元机制允许一个函数或类直接访问另一个类的私有（private）或受保护（protected）成员。

通常，声明友元时可以是普通函数、全局函数，甚至是另一个类，但特殊的是，也可以将一个类的成员函数声明为友元函数。

1.2 定义

当一个类（例如 A）的某个成员函数被另一个类（例如 B）声明为友元函数时，这个函数可以访问 B 类的所有成员，包括私有和受保护成员。例子见下：

class B;  // 前置声明

class A {
public:
    void func();  // A 的成员函数
};

class B {
    friend void A::func();  // 将 A 的成员函数 func 声明为 B 的友元函数
private:
    int privateVar;
};

在这个例子中：

A 的成员函数 func 可以访问 B 的私有成员 privateVar。

此友元声明仅对 func 有效，而不是 A 类的其他成员函数。

1.3 友元成员函数特点

访问权限扩大：友元成员函数可以访问另一个类的所有成员（包括私有和受保护的成员）。

友元是单向关系：友元关系不是互相的。如果类 A 的某个成员函数是类 B 的友元，反过来 B 的成员函数并不会自动成为 A 的友元。

不能继承：友元关系不能被子类继承。即使类 A 的 func 是类 B 的友元，它的子类并不会因此自动拥有 B 的访问权限。

友元成员函数的作用域：友元关系仅限于指定的函数，而不是整个类。

二、实现

2.1 私有变量声明

在Building类中声明一个私有变量，见下：

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2.2 跨类访问私有变量

告诉编译器 goodGay 类中的 visit 成员函数是 Building 的好朋友，可以访问私有内容，见下：

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2.3 代码

上面各模块的完整代码见下：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Building;             // 声明Building类，但未定义
 
class goodGay {             // 声明goodGay类
public:  // 将构造函数和成员函数设置为 public
    goodGay();     // 构造函数声明
    void visit();  // 只让 visit 函数作为 Building 的好朋友，可以访问 Building 中私有内容
    void visit2();          // 声明visit2()函数，不是Building的友元

private:
    Building* building;    // goodGay类中私有成员，指向Building的指针
};

class Building {            // 定义Building类
    // 告诉编译器 goodGay 类中的 visit 成员函数是 Building 的好朋友，可以访问私有内容
    friend void goodGay::visit();

public:
    Building();             // 构造函数声明
public:
    string m_sittingRoom;   // 公有成员，表示客厅
private:
    string m_BedRoom;       // 私有成员，表示卧室
};

Building::Building() {                // Building构造函数定义
    this->m_sittingRoom = "客厅";     // 初始化客厅
    this->m_BedRoom = "卧室";         // 初始化卧室
}

goodGay::goodGay() {          // goodGay构造函数定义
    building = new Building;  // 动态创建Building对象，并赋值给指针
}
 
void goodGay::visit() {       // goodGay::visit()函数定义，它是Building的友元
    cout << "好基友正在访问 " << building->m_sittingRoom << endl;        // 访问Building的公有成员
    cout << "好基友正在访问 " << building->m_BedRoom << endl;            // 访问Building的私有成员
}

void goodGay::visit2() {        // goodGay::visit2()函数定义，它不是Building的友元
    cout << "好基友正在访问 " << building->m_sittingRoom << endl;         // 可以访问Building的公有成员
    // cout << "好基友正在访问 " << building->m_BedRoom << endl; // 非友元函数，无法访问私有成       // 注释掉的代码，不能访问Building的私有成员
}

void test01() {               // 测试函数test01()定义
    goodGay gg;               // 创建goodGay对象
    gg.visit();               // 调用visit()函数
}

int main() {
    test01();                 // 调用测试函数

    system("pause");
    return 0;
}