友元函数

　　采用类的机制后实现了数据的隐藏与封装，类的数据成员一般定义为私有成员，成员函数一般定义为公有的，依此提供类与外界间的通信接口。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。

　　实际上具体大概有下面两种情况需要使用友元函数：（1）运算符重载的某些场合需要使用友元。（2）两个类要共享数据的时候。

友元函数 ：

　　友元函数是可以直接访问类的私有成员的非成员函数。它是定义在类外的普通函数，它不属于任何类，但需要在类的定义中加以声明，声明时只需在友元的名称前加上关键字friend，其格式如下：

 friend 类型 函数名(形式参数);

　　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，都说明是该类的一个友元函数。
　　友元函数的定义必须放在类的后面，否则，编译时这个类的实例就成了未定义的数据类型了。
　　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。
　　友元函数的调用与一般函数的调用方式和原理一致。

#include <iostream>  using namespace std;  class A  {  public:      friend void set_show(int x, A &a);  //友元函数的声明  private:      int data;  };  void set_show(int x, A &a)  //友元函数定义，为了访问类A中的成员成为未定义的数据类型  {      a.data = x;      cout << a.data << endl;  }  int main(void)  {      class A a;        set_show(1, a);       return 0;  }  

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。定义友元类的语句格式如下：

friend class 类名;

　　其中：friend和class是关键字，类名必须是程序中的一个已定义过的类。
　　 例如，以下语句说明类B是类A的友元类：

       class A       {              …       public:              friend class B;              …       };

　　经过以上说明后，类B的所有成员函数都是类A的友元函数，能存取类A的私有成员和保护成员。

使用友元类时注意：

　　(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　

友元成员函数

　　使类B中的某一成员函数成为类A的友元函数，这样类B的该成员函数就可以访问类A的所有成员了。
　　当用到友元成员函数时，需注意友元声明和友元定义之间的相互依赖，在该例子中，类B必须先定义，否则类A就不能将一个B的函数指定为友元。然而，只有在定义了类A之后，才能定义类B的该成员函数。更一般的讲，必须先定义包含成员函数的类，才能将成员函数设为友元。另一方面，不必预先声明类和非成员函数来将它们设为友元。

#include <iostream>#include <string>using namespace std;class A;    //事先申明A类，确保B类的定义不出错class B {    //在A类之前定义B类，确保在A类里申明cb的test()作友元时不出错public:    void test(A& a);    //由于A类事先申明，这儿不出错};class A {    string id;    void setId(string s) {        id = s;    }protected:    string name;    void setName(string s) {        name = s;    }public:    void print() {        cout << id << "  " << name << "  " << endl;    }    friend void cb::test(A& a);    //声明B类的test()函数作友元，允许它访问私有保护成员};void cb::test(A& a) {  //作友元的成员函数的实现必须在A类的后面，否则A类的成员就未定义了。    a.id = "123";        //这是A类的私有成员    a.setName("abc");    //这是A类的保护成员}int main ( ){    A a;    B b;    b.test(a);    a.print();    return 0;}

友元关系的优缺点

　　通常对于普通函数来说,要访问类的保护成员是不可能的，如果想这么做那么必须把类的成员都生命成为public(共用的)，然而这做带来的问题遍是任何外部函数都可以毫无约束的访问它操作它，c++利用friend修饰符，可以让一些你设定的函数能够对这些保护数据进行操作，避免把类成员全部设置成public，最大限度的保护数据成员的安全。
　　友元能够使得普通函数直接访问类的保护数据，避免了类成员函数的频繁调用，可以节约处理器开销，提高程序的效率，但所矛盾的是，即使是最大限度大保护，同样也破坏了类的封装特性，这即是友元的缺点，在现在cpu速度越来越快的今天我们并不推荐使用它。