对c++友元函数和友元类的理解

1，友元函数的定义和作用

我们已知道类具有封装和信息隐藏的特性。只有类的成员函数才能访问类的私有成员，程序中的其他函数是无法访问私有成员的。非成员函数可以访问类中的公有成员，但是如果将数据成员都定义为公有的，这又破坏了隐藏的特性。另外，应该看到在某些情况下，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，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。友元是一种定义在类外部的普通函数，但它需要在类体内进行说明，为了与该类的成员函数加以区别，在说明时前面加以关键字friend。友元不是成员函数，但是它可以访问类中的私有成员。友元的作用在于提高程序的运行效率（即减少了类型检查和安全性检查等都需要的时间开销），但是，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。

2，上述的访问不是直接访问，对于普通私有成员变量是通过对象访问，对于私有静态变量是通过类访问。

为什么不能直接访问呢？

先了解一下为什么成员函数可以直接访问成员变量？

成员函数能够访问类的成员变量是因为传递了指向当前对象的this指针，它如果访问数据成员对其操作是this指向的对象的数据成员，是有实际意义的 。

友元函数不是成员函数，没有传递隐藏的this指针，只能间接访问。

这点其实和静态成员函数一样，静态成员函数也是没有this指针的，所以它只能访问静态成员变量或者通过对象访问非静态成员变量。

例子：

class Rect  {  public:  Rect()      // 构造函数，计数器加1  {  count++;  }  //Rect(const Rect& r)//{//width = r.width;//height = r.height;//count++;//}~Rect()     // 析构函数，计数器减1  {  count--;  }  static int getCount()       // 返回计数器的值  {  return count;  } friend int get();private:  int width;  int height;  static int count;       // 一静态成员做为计数器  };  int Rect::count = 0;        // 初始化计数器  int get(){return Rect::count;//友元函数通过类访问私有静态成员变量}int main()  {  Rect rect1;  cout<<"The count of Rect: "<<Rect::getCount()<<endl;//通过类访问公有静态成员函数，输出1  Rect rect2(rect1);   // 使用rect1复制rect2，此时应该有两个对象  cout<<"The count of Rect: "<<Rect::getCount()<<endl; //输出1cout << get() << endl;//输出1//cout << Rect::count << endl;//不能编译通过，不能访问私有成员system("pause");return 0;  }  

3，类和类之间的友元关系不能继承。

下边转载自：

http://blog.csdn.net/shandianling/article/details/7469361

C++ Primer中有如下描述：友元关系不能继承。基类的友元对派生类的成员没有特殊访问
权限。如果基类被授予友元关系，则只有基类具有特殊访问权限，该基类的派生类不能访问授予友元关系的类。

 然而通过实践发现，VS编译器并没有安装上述描述来处理，下面的规则与上述描述相悖，却符合VS编译器的处理规则。

注：有待通过g++编译器来验证。

1 友元类的继承问题

1.1 A类的友元B的派生类C 不能访问A类的private或protect成员变量。但可以通过B提供的接口来访问A。(废话肯定可以)

[cpp] view plain copy

1. #include <iostream>   
2. using namespace   std;   
3. class B;   
4. class A   
5. {   
6.     int a;   
7. public:   
8.     A(int x=0) { a=x; }   
9.     friend class B;   
10. };   
11. class B   
12. {   
13.     int b;   
14. public:   
15.     void fun(A& ob){ cout << ob.a << endl;}   
16. };   
17.   
18. class C:public B  
19. {   
20. public:   
21.     //void fun2(A& ob){ cout <<ob.a <<endl;}   //派生类新加的函数却不能访问A，此句会报错  
22. };   
23.   
24. void   main()   
25. {   
26.     A a(55);   
27.     C c;   
28.     c.fun(a); //C是B的派生类   通过基类B的函数fun仍然可以访问   
29. }   

1.2.  Base的友元可以通过Base的派生类Drived访问Base的private，protect成员变量，但不能访问Drived的private，protect成员变量。（这一点似乎与《C++ primer》里说的有点冲突）

个人理解：Drived的对象本身就包含Base，Base的友元Frnd自然就可以访问Base的部分。

[cpp] view plain copy

1. #include <iostream>   
2. using namespace std;   
3. class Base   
4. {   
5.     int m_a;   
6. public:   
7.     Base(int x=0){ m_a=x; }   
8.     friend class Frnd;   
9. };   
10.   
11. class Drived:public Base   
12. {   
13. private:  
14.     int m_c;  
15. public:   
16.     Drived(int x):Base(x){m_c=x;}   
17. };  
18.   
19. class Frnd   
20. {  
21. public:   
22.     void fun(Base& ob) { cout <<ob.m_a << endl; }   
23.     void fun2(Drived& ob)   
24.     {  
25.         cout << ob.m_a<<endl;  
26.         //cout <<ob.m_c<<endl; //编译错误  
27.     }   
28. };   
29.   
30. int main()   
31. {   
32.     Drived d(1);   
33.     Frnd f;   
34.     f.fun(d);   
35.     f.fun2(d);  
36.     system("pause");  
37.     return 0;  
38. }   

3 友元类的传递问题

A的友元是B，B的友元是C，那A的友元是C？　不是，友元类不具有传递性。