友元函数和友元类

对于友元函数和友元类的印象一直是停留在最初的教学课本上，自己从来没有在实际的程序开发中应用过。最近在别人的代码中看到了友元函数和友元类，才发现自己除了知道“友元函数“和”友元类”这两个词以外，其他的竟然都不记得了。现在结合自己的理解和查阅的资料来记录下友元函数和友元类，以防日后再次忘记。

为什么要用友元函数和友元类？

众所周知，类具有封装性和隐藏性。对于类的私有成员和保护成员，只有类的成员函数才能访问。但是在某些情况下，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，从而影响程序的运行效率。为了解决上述问题，提出一种使用友元的方案。友元的作用在于提高程序的运行效率，但是它破坏了类的封装性和隐藏性，所以还是建议少用为好，这里我只是作为备忘的一个记录而已。

友元函数

友元函数是指某些虽然不是类成员却能够访问类的所有成员的函数。友元函数的声明可以放在类的私有部分，也可以放在公有部分，它们是没有区别的。另外，一个函数可以是多个类的友元函数，只需要在各个类中分别声明即可。

友元函数声明格式：
      friend  类型 函数名(参数列表);

例一：普通函数作友元函数

#include <iostream>using namespace std;class MyClass{public:MyClass() :m_a(0), m_b(0){};~MyClass(){};friend void TestPrint(MyClass& object);/// 声明友元函数protected:int m_b;void Print_B(){ cout << "m_b = " << m_b << endl; }private:int m_a;void Print_A(){ cout << "m_a = " << m_a << endl; }};void TestPrint(MyClass& object){/// 访问MyClass类的私有变量和保护变量object.m_a = 1;object.m_b = 2;/// 访问MyClass类的私有函数和保护函数object.Print_A();object.Print_B();}int main(){MyClass object;TestPrint(object);}

例二：其它类的成员函数作友元函数     （请特别注意本例中的代码注释。否则编译出错！）

#include <iostream>using namespace std;/// 提前声明MyClass_B类，否则MyClass_B编译出错class MyClass_A;/// 在MyClass_A类之前定义MyClass_B类，否则在MyClass_A类里申明友元函数编译出错class MyClass_B{public:MyClass_B(){};~MyClass_B(){};void TestPrint(MyClass_A& object);};class MyClass_A{public:MyClass_A() :m_a(0), m_b(0){};~MyClass_A(){};friend void MyClass_B::TestPrint(MyClass_A& object);/// 声明友元函数protected:int m_b;void Print_B(){ cout << "m_b = " << m_b << endl; }private:int m_a;void Print_A(){ cout << "m_a = " << m_a << endl; }};//友元函数的实现必须在MyClass_A类的后面，否则编译出错，MyClass_A类的成员未定义void MyClass_B::TestPrint(MyClass_A& object){object.m_a = 1;object.m_b = 2;object.Print_A();object.Print_B();}int main(){MyClass_A object_a;MyClass_B object_b;object_b.TestPrint(object_a);}

例三：利用友元函数重载运算符

#include <iostream>using namespace std;class CPoint{public:CPoint(int x = 0, int y = 0){ m_X = x; m_Y = y; }~CPoint(){};/// 声明友元函数friend CPoint operator++(CPoint& point);friend CPoint operator+(CPoint& point1, CPoint& point2);void Print(){cout << "m_X = " << m_X << endl;cout << "m_Y = " << m_Y << endl;}private:int m_X;int m_Y;};/// 单目运算符 ++CPoint operator++(CPoint& point){point.m_X++;point.m_Y++;return point;}/// 双目运算符 +CPoint operator+(CPoint& point1, CPoint& point2){return CPoint(point1.m_X + point2.m_X, point1.m_Y + point2.m_Y);}int main(){CPoint point;++point;/// 或operator++(point)point.Print();CPoint point1(1, 1);CPoint point2(1, 1);point = point1 + point2;point.Print();}

友元类

友元类的所有成员函数都是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的隐藏信息（包括私有成员和保护成员）。当希望一个类可以存取另一个类的私有成员时，可以将该类声明为另一类的友元类。

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。

友元类声明格式：
      friend  class 友元类类名;

#include <iostream>using namespace std;class MyClass_A{public:MyClass_A() :m_a(0), m_b(0){};~MyClass_A(){};friend class MyClass_B;/// 声明友元类protected:int m_b;void Print_B(){ cout << "m_b = " << m_b << endl; }private:int m_a;void Print_A(){ cout << "m_a = " << m_a << endl; }};class MyClass_B{public:MyClass_B(){};~MyClass_B(){};void TestPrint(MyClass_A& object){/// 访问MyClass_A类的私有变量和保护变量  object.m_a = 1;object.m_b = 2;/// 访问MyClass_A类的私有函数和保护函数  object.Print_A();object.Print_B();}};int main(){MyClass_A object_a;MyClass_B object_b;object_b.TestPrint(object_a);}

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