初识c++（20）之友元函数、友元类

写在前面的话：

也忘了在哪里看到的这一句话：类就像是墙，把对象给保护起来啦，但是友元就像是墙上的一道门。这样做增加了程序的灵活性，但是同时也增加了风险性，所以要谨慎使用。 在C++中，我们使用类对数据进行了隐藏和封装，类的数据成员一般都定义为私有成员，成员函数一般都定义为公有的，以此提供类与外界的通讯接口。但是，有时需要定义一些函数，这些函数不是类的一部分，但又需要频繁地访问类的数据成员，这时可以将这些函数定义为该函数的友元函数。除了友元函数外，还有友元类，两者统称为友元。友元的作用是提高了程序的运行效率（即减少了类型检查和安全性检查等都需要时间开销），但它破坏了类的封装性和隐藏性，使得非成员函数可以访问类的私有成员。
 

友元函数：

友元函数不是类的成员函数，但是却写在类的声明中，只是前面要加上friend关键字。友元函数可以像成员函数一样调用类的所以成员。

注意：由于友元函数不是成员函数，所以没有this指针，所以友元函数的形参一般是对象。（也可以是静态成员）

代码示例：

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
class Box
{
   double width;
public:
   friend void printWidth( Box box );
   void setWidth( double wid );
};

// 成员函数定义
void Box::setWidth( double wid )
{
    width = wid;
}

// 请注意：printWidth() 不是任何类的成员函数，形参为一个对象
void printWidth( Box box )
{
   /* 因为 printWidth() 是 Box 的友元，它可以直接访问该类的任何成员 */
   cout << "Width of box : " << box.width <<endl;
}
 
// 程序的主函数
int main( )
{
   Box box;
 
   // 使用成员函数设置宽度
   box.setWidth(10.0);
   
   // 使用友元函数输出宽度
   printWidth( box );
 
   return 0;
}

友元类

class B{
    public:
        friend class A;
}

如上，A是B的友元类。那么A中的成员函数都是B的友元函数，也就是A中的所有成员函数都可以访问B的所有成员。

代码示例：

#include <iostream>
 
using namespace std;
 
class Box
{
   double width;
public:
   friend class A; //class A是class Box的友元类 
   void setWidth( double wid );
};

// 成员函数定义
void Box::setWidth( double wid )
{
    width = wid;
}

class A{
	public:
		void printWidth( Box box )
		{
		   /* 因为A 是 Box 的友元，A的成员函数可以直接访问该类的任何成员 */
		   cout << "Width of box : " << box.width <<endl;
		}
}; 

// 程序的主函数
int main( )
{
   Box box;
   A a;
   // 使用成员函数设置宽度
   box.setWidth(10.0);
   
   // 使用友元类输出宽度
   a.printWidth( box );
 
   return 0;
}

注意事项：

(1) 友元关系不能被继承。 
(2) 友元关系是单向的，不具有交换性。若类B是类A的友元，类A不一定是类B的友元，要看在类中是否有相应的声明。
(3) 友元关系不具有传递性。若类B是类A的友元，类C是B的友元，类C不一定是类A的友元，同样要看类中是否有相应的申明