1.何为友元？

类可以允许其他类或者函数访问它的非公有成员(通过类的对象)，方式是令其他类或者函数成为它的友元(需要用到friend关键字)。

2.友元分类

3.非成员函数作为友元函数

示例代码结构如下：

// Student.hpp#ifndef STUDENT_HPP
#define STUDENT_HPPclass Student {
public:friend void ModifyAge( Student &stu, int value );Student():age(18){}~Student(){}int GetAge(){return age;}void SetAge( int tmp ){age = tmp;}
private:int age;
};
void ModifyAge( Student &stu, int value );
#endif /* STUDENT_HPP */

// Student.cpp#include "Student.hpp"void ModifyAge( Student &stu, int value ){stu.age = value;
}

// main.cpp#include <iostream>
#include "Student.hpp"using namespace std;int main( void ){Student a;cout << a.GetAge() << endl;ModifyAge( a, 25 );cout << a.GetAge() << endl;return 0;
}

友元声明只能出现在类定义的内部，但是在类内出现的具体位置没有限制。

并且友元不是类的成员，不受它所在区域，访问控制级别的约束(不受public，private的约束)。

特别注意：友元声明仅仅是指定了访问权限，也就是告诉Student这个类，ModifyAge可以访问age这个私有数据成员。类定义中 ModifyAge函数的友元声明，并不是普通意义上的函数声明。因此，在类定义的外部，我们单独对ModifyAge函数进行了声明(注意这里没有用friend关键字)。

如果我们没有在类的外部对ModifyAge函数进行声明，main.cpp的内容如下所示：

// main.cpp#include <iostream>class Student {
friend void ModifyAge( Student &stu, int value );public:Student():age(18){}~Student(){}int GetAge(){return age;}void SetAge( int tmp ){age = tmp;}private:int age;
};using namespace std;int main( void ){Student a;cout << a.GetAge() << endl;ModifyAge( a, 25 );         // 这里在编译时会报错，在当前文件中，找不到ModifyAge函数的声明cout << a.GetAge() << endl;return 0;
}

许多编译器并未强制要求友元函数必须在使用之前在类的外部声明。上述错误，不一定在你的编译环境中会复现。但是，出于代码的可移植性，我们最好还是在类定义的外部，单独对友元函数进行声明。

4.类是友元

示例代码结构如下：

// Student.hpp#ifndef STUDENT_HPP
#define STUDENT_HPPclass Student {
friend class Teacher;public:Student():age(18){}~Student(){}int GetAge(){return age;}void SetAge( int tmp ){age = tmp;}
private:int age;
};
#endif /* STUDENT_HPP */

// Teacher.hpp#ifndef TEACHER_HPP
#define TEACHER_HPP#include "Student.hpp"class Teacher {
public:Teacher() = default;virtual ~Teacher();void SetStudentAge( Student &stu, int value );
private:};#endif /* TEACHER_HPP */

// Teacher.cpp#include "Teacher.hpp"Teacher::~Teacher() {
}void Teacher::SetStudentAge( Student &stu, int value ){stu.age = value;
}

// main.cpp#include <iostream>
#include "Student.hpp"
#include "Teacher.hpp"using namespace std;int main( void ){Student a;cout << a.GetAge() << endl;Teacher t1;t1.SetStudentAge(a,30);cout << a.GetAge() << endl;return 0;
}

5.类的成员函数是友元

示例代码结构如下：

// Student.hpp#ifndef STUDENT_HPP
#define STUDENT_HPP// 这里包含Teacher1的头文件，是因为友元声明中用到了Teacher1::
#include "Teacher1.hpp"class Student {
friend void Teacher1::SetStuAge( Student &stu, int value );public:Student():age(18){}~Student(){}int GetAge(){return age;}void SetAge( int tmp ){age = tmp;}private:int age;
};
#endif /* STUDENT_HPP */

// Teacher1.hpp#ifndef TEACHER1_HPP
#define TEACHER1_HPP// 注意：这里没有包含Student的头文件
// 这里用的是不完全类型(C语言中结构的不完整声明)
class Student;class Teacher1 {
public:Teacher1();void SetStuAge( Student &stu, int value );virtual ~Teacher1();
private:};#endif /* TEACHER1_HPP */

// Teacher1.cpp#include "Teacher1.hpp"
#include "Student.hpp"    // 这里包含了Student头文件
Teacher1::Teacher1() {
}Teacher1::~Teacher1() {
}void Teacher1::SetStuAge( Student &stu, int value ){stu.age = value;
}

// main.cpp#include <iostream>
#include "Student.hpp"
#include "Teacher1.hpp"using namespace std;int main( void ){Student a;cout << a.GetAge() << endl;Teacher1 t2;t2.SetStuAge(a,35);cout << a.GetAge() << endl;return 0;
}

到这里三种友元类型的示例都展示完成了。

最不好理解的就是成员函数作为友元的情况，需要组织好类的结构，不然编译时，很容易报错。

下面对第三种情况做一个总结。

类B有一个成员函数B::func(),是类A的友元，那么三者需要按照下面的顺序进行组织：

首先定义类B，声明func函数，但是不能定义它。同时需要在定义类B之前，声明类A(不完整声明)。
定义类A，包括对B::func函数的友元声明(#include "B.hpp")。
最后定义B::func，此时它才可以使用类A的私有成员。

6.注意事项

友元是为了兼顾 C 语言的高效而诞生的(通过对象直接访问私有数据成员,不需要再使用成员函数去访问私有数据成员,减少了函数调用的开销)
友元直接破坏了面向对象的封装性
友元关系不具备传递性

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C++友元知识点详解

1.何为友元？

2.友元分类

3.非成员函数作为友元函数

4.类是友元

5.类的成员函数是友元

6.注意事项

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