一、什么是友元

在C++中，为了提高程序的效率，在一些场景下，引入友元，但同时类的封装性就会被破坏。

二、怎么实现友元

友元关键字（friend）


// 在类中声明另一个类的成员函数来做为友元函数
// 以关键字（friend）开头：比如friend 返回值类型 类名::类成员函数（参数列表）
friend void A::test(Test &t);// 全局函数做友元函数// friend 普通函数的声明friend void print(Test &t);// 友元类，要在另外一个类中声明
class 类名1
{friend class 友元类名;    // 在类里面声明友元类
}

三、友元的特点

1、友元关系是单向的，不具备交换性。

2、友元关系不能被继承。

3、友元关系不具有传递性。

4、友元不是类成员，但是它可以通过对象访问类中私有成员，友元作用在于提高程序的运行效率，但是，它破坏了类的封装和数据隐藏性。除非调用访问私有成员变量的频率频繁，才会考虑牺牲封装和数据隐藏性，来换取运行效率。

5、模板类中声明的友元函数必须要指定具体类型才行，不能声明一个友元函数模板。

四、案例

1、在类中声明另一个类的成员函数来做为友元函数

#include <iostream>using namespace std;class Base;
class Test
{
public:// 不可以在类中实现，只能在类外实现, 此时编译器还没有编译Base类，无法识别出友元void show(Base &other); // {//     cout << "a = " << other.a << endl;// }};class Base
{
private:int a;
public:Base(int a = 0){this->a = a;}friend void Test::show(Base &other);
};// 不可以在类中实现，只能在类外实现，此时编译器已识别出友元
void Test::show(Base &other)
{cout <<"void Test::show(Base &other)" << endl;cout << "a = " << other.a << endl;
}int main()
{Base A(10);Test test;test.show(A);return 0;
}

2、全局函数做友元函数

#include <iostream>using namespace std;class Base
{
private:int a;
public:Base(int a = 0){this->a = a;}// 全局函数声明为友元函数friend void show(Base &other);
};// 全局函数声明为友元函数
void show(Base &other)
{cout << "void show(Base &other)" << endl;cout << "a = " << other.a << endl;
}int main()
{Base A(10);show(A);return 0;
}

3、友元类

#include <iostream>using namespace std;class Test; // 先声明一个类Testclass Base
{
private:int a;
public:Base(int a = 0){this->a = a;}friend class Test;  // 把类Test声明为友元类
};class Test
{
public:void show(Base &other){cout << "void Test::show(Base &other)" << endl;cout << "a = " << other.a << endl;}};int main()
{Base A(10);Test test;test.show(A);return 0;
}

4、模板类中声明的友元函数必须要指定具体类型才行，不能声明一个友元函数模板。

#include <iostream>using namespace std;template <class T>
class Test
{
private:T a;
public:Test(T a = T()){this->a = a;}// 定义一个友元函数模板，编译不能通过friend ostream& operator << (ostream& output, const Test<T> &other);};template <class T>
ostream& operator << (ostream& output, const Test<T> &other)
{output << "a = " << other.a << endl;return output;
}int main()
{Test<int> A(10);cout << A << endl;return 0;
}

改正：

#include <iostream>using namespace std;template <class T>
class Test
{
private:T a;
public:Test(T a = T()){this->a = a;}// 指定友元函数的具体模板类型，但是这样模板类的作用几乎失效friend ostream& operator << (ostream& output, const Test<int> &other);};// 指定模板类为int类型
ostream& operator << (ostream& output, const Test<int> &other)
{output << "ostream& operator << (ostream& output, const Test<int> &other)" << endl;output << "a = " << other.a;return output;
}int main()
{Test<int> A(10);cout << A << endl;return 0;
}