我們知道類的私有成員只能在類的成員函數內部訪問，如果想在別處訪問對象的私有成員，只能通過類提供的接口（成員函數）間接地進行。這固然能夠帶來數據隱藏的好處，利于將來程序的擴充，但也會增加程序書寫的麻煩。
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C++ 設計者認為， 如果有的程序員真的非常怕麻煩，就是想在類的成員函數外部直接訪問對象的私有成員，那還是做一點妥協以滿足他們的愿望為好，這也算是眼前利益和長遠利益的折中。因此，C++ 就有了友元（friend）的概念。打個比方，這相當于是說：朋友是值得信任的，所以可以對他們公開一些自己的隱私。
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友元分為兩種：友元函數和友元類。
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1. 友元函數

類的友元函數是定義在類外部，但有權訪問類的所有私有（private）成員和保護（protected）成員。盡管友元函數的原型有在類的定義中出現過，但是友元函數并不是成員函數。
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在定義一個類的時候，可以把一些函數（包括全局函數和其他類的成員函數）聲明為“友元”，這樣那些函數就成為該類的友元函數，在友元函數內部就可以訪問該類對象的私有成員了。
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將全局函數聲明為友元的寫法如下：

friend  返回值類型  函數名(參數表);

將其他類的成員函數聲明為友元的寫法如下：

friend  返回值類型  其他類的類名::成員函數名(參數表);

但是，不能把其他類的私有成員函數聲明為友元函數。
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示例代碼如下：

#include <iostream>
using namespace std;class Student
{public:Student(string i, string n, int a); // 簡單的構造函數~Student(); // 析構函數string getID();friend int getAge(Student stu); // 友元函數private:string id;string name;int age;
};Student::Student(string i="", string n="", int a=0) 
{cout << "constructor func run" << endl;id = i;name = n;age = a;
}Student::~Student()
{cout << "destructor func run" << endl;
}string Student::getID()
{return id;
}// getAge() 不是任何類的成員函數
int getAge(Student stu)
{//  因為 getAge() 是 Student 的友元函數，所以它可以直接訪問該類的任何成員 */return stu.age;
}int main() 
{Student stu ("0001", "Jack", 18);// 使用友元函數獲取年齡int age = getAge(stu);cout << "age is " << age << endl;return 0;
}

輸出結果：

constructor func run
destructor func run
age is 18
destructor func run

因為友元函數沒有 this指針，則參數要有三種情況：

• 要訪問非 static成員時，需要對象做參數；
• 要訪問 static成員或全局變量時，則不需要對象做參數；
• 如果做參數的對象是全局對象，則不需要對象做參數；
• 可以直接調用友元函數，不需要通過對象或指針；

示例代碼：

class INTEGER
{friend void Print(const INTEGER& obj);//聲明友元函數
};void Print(const INTEGER& obj）
{//函數體
}void main()
{INTEGER obj;Print(obj);//直接調用
}

2. 友元類

友元可以是一個函數，該函數被稱為友元函數；友元也可以是一個類，該類被稱為友元類，在這種情況下，整個類及其所有成員都是友元。
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一個類 A 可以將另一個類 B 聲明為自己的友元，類 B 的所有成員函數就都可以訪問類 A 對象的私有成員。在類定義中聲明友元類的寫法如下：

friend  class  類名;

示例代碼：

#include <iostream>
using namespace std;class Student
{public:Student(string i, string n, int a); // 簡單的構造函數string getID();friend class Teacher; // 友元函數private:string id;string name;int age;
};Student::Student(string i="", string n="", int a=0) 
{cout << "constructor func run" << endl;id = i;name = n;age = a;
}class Teacher
{public:void checkStudent(Student stu);
};void Teacher::checkStudent(Student stu)
{// Teacher 是 Student 的友元類，它可以直接訪問 Student 類的任何成員cout << "sut.age is " << stu.age << endl;cout << "sut.name is " << stu.name << endl;
}int main() 
{Student stu ("0001", "Jack", 18);Teacher t;t.checkStudent(stu);return 0;
}

輸出結果：

constructor func run
sut.age is 18
sut.name is Jack

友元關系在類之間不能傳遞，即類 A 是類 B 的友元，類 B 是類 C 的友元，并不能導出類 A 是類 C 的友元。“咱倆是朋友，所以你的朋友就是我的朋友”這句話在 C++ 的友元關系上不成立，當然在現實生活中很大概率也是不能成立的。
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我們使用了友元之后，發現在設計程序的時候方便了很多。原先的那些私有成員都能輕松地被訪問了。于是我們不用去寫那些繁瑣的成員函數，程序執行的時候也減少了函數的調用次數，提高了運行效率。
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友元的存在，破壞了類的封裝性。一個類出現問題，就不僅僅是由這個類本身負責了，還可能和它眾多的友元有關。這無疑使得檢查調試的范圍突然擴大了許多，難度也陡然增加。
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所以，我們在使用友元的時候，權衡使用友元的利弊，使程序達到最佳的效果。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++ 笔记（30）— 友元函数与友元类的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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