C++学习笔记（十六）：友元

问题的提出：

我们已知道类具备封装和信息隐 藏的特性。只有类的成员函数才能访问类的私有成员，程式中的其他函数是无法访问私有成员的。非成员函数能够访问类中的公有成员，但是假如将数据成员都定义 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，而影响程式的运行效率。

友元是一种定义在类外部的普通函数，但他需要在类体内进行说 明，为了和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，但是他能够访问类中的私有成员。友元的作用在于提高程式的运 行效率，但是，他破坏了类的封装性和隐藏性，使得非成员函数能够访问类的私有成员。

C++中提供三种友元关系的实现方式，友元函数、友元成员函数、友元类。

友元函数：
既将一个普通的函数在一个类中说明为一个friend属性；其定义（大多数会访问该类的成员）应在类后；

友元成员函数：
既然是成员函数，那么肯定这个函数属于某个类，对了就是因为这个函数是另外一个类的成员函数，有时候因为我们想用一个类通过一个接口去访问另外一个类的信息，然而这个信息只能是被它授权的类才能访问；那么也需要用friend去实现；这个概念只是在声明的时候稍有变化；

友元类：
友元类声明会将整个类说明成为另一个类的友元关系；和之前两种的区别是集体和个人的区别；友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数；

示例：

 1 using namespace std;
 2
 3 class B;
 4
 5 class A{
 6     private:
 7         int x;
 8     public:
 9         A();
10         void display(B &);
11 };
12
13 class C;
14
15 class B{
16     private:
17         int y;
18         int z;
19     public:
20         B();
21         B(int, int);
22     friend void A::display(B &);//友元成员函数
23     friend void display(B &);//友元函数
24     friend class C;//友元类
25 };
26
27 class C{
28     private:
29         int sum;
30         void calc(B &);
31     public:
32         C();
33         void display(B &);
34 };
35
36 //必须在友元关系的类后进行定义
37 void display(B &v)//友元函数
38 {
39     cout << v.y << " " << v.z << endl;
40 }
41
42 A::A()
43 {
44     this->x = 0;
45 }
46
47 void A::display(B &v)//友元成员函数
48 {
49     this->x = v.y + v.z;
50     cout << this->x << endl;
51 }
52
53 B::B()
54 {
55     this->y = 0;
56     this->z = 0;
57 }
58
59 B::B(int y, int z)
60 {
61     this->y = y;
62     this->z = z;
63 }
64
65 C::C()
66 {
67     sum = 0;
68 }
69
70 void C::display(B &v)
71 {
72     this->calc(v);
73     cout << sum << " = " << v.y << " + " << v.z << endl;
74 }
75
76 void C::calc(B &v)
77 {
78     sum = v.y + v.z;
79 }
80
81 int main()
82 {
83     A a;
84     B b(2, 3);
85     display(b);
86     a.display(b);
87     C c;
88     c.display(b);
89
90     return 0;
91 }