友元函数和友元类

一、友元介绍

我们知道，类的成员函数可以访问同类的其他成员函数，包括公有、私有和保护成员。而类的外部函数只能访问类的公有成员。

友元是一种允许非类成员函数访问类的非公有成员的一种机制。
可以把一个函数指定为类的友元，也可以把整个类指定为另一个类的友元。

友元函数

友元类

二、友元函数

友元函数在类作用域外定义，但它需要在类体中进行说明
为了与该类的成员函数加以区别，定义的方式是在类中用关键字friend说明该函数，格式如下：

friend  类型 友元函数名(参数表);

友元的作用在于提高程序的运行效率

友元函数注意事项：

1、友元函数不是类的成员函数，在函数体中访问对象的成员，必须用对象名加运算符“.”加对象成员名。但友元函数可以访问类中的所有成员（公有的、私有的、保护的），一般函数只能访问类中的公有成员。
2、友元函数不受类中的访问权限关键字限制，可以把它放在类的公有、私有、保护部分，但结果一样。
3、某类的友元函数的作用域并非该类作用域。如果该友元函数是另一类的成员函数，则其作用域为另一类的作用域，否则与一般函数相同。
4、友元函数破坏了面向对象程序设计类的封装性，所以友元函数如不是必须使用，则尽可能少用。或者用其他手段保证封装性。

 C++ Code 

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#include <math.h> #include <iostream> using namespace std; class Point {     friend double Distance(const Point &p1, const Point &p2); public:     Point(int x, int y); private:     int x_;     int y_; }; Point::Point(int x, int y) : x_(x), y_(y) { } double Distance(const Point &p1, const Point &p2) {     double dx = p1.x_ - p2.x_;     double dy = p1.y_ - p2.y_;     return sqrt(dx * dx + dy * dy); } int main(void) {     Point p1(3, 4);     Point p2(6, 9);     cout << Distance(p1, p2) << endl;     return 0; }

程序中Distance 是Point类的友元函数，可以访问类的私有数据成员。

三、友元类

如果某类B的成员函数会频繁的存取另一个类A的数据成员, 而A的数据成员的Private/Protectd限制造成B存取的麻烦, B只能通过A的Public的成员函数进行间接存取
把B做成A类的友元类,即A类向B类开放其Private/Protectd内容, 让B直接存取
友元类：一个类可以作另一个类的友元
友元类的所有成员函数都是另一个类的友元函数
友元类的声明：
    friend class 类名;

友元类注意事项：

1、友元关系是单向的
2、友元关系不能被传递
3、友元关系不能被继承

TeleController.h ：

 C++ Code 

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#ifndef  _TELE_CONTROLLER_H_ #define _TELE_CONTROLLER_H_ class Television; class TeleController { public:     void VolumeUp(Television &tv);     void VolumeDown(Television &tv);     void ChanelUp(Television &tv);     void ChanelDown(Television &tv); }; #endif // _TELE_CONTROLLER_H_

TeleController.cpp ：

 C++ Code 

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#include "TeleController.h" #include "Television.h" void TeleController::VolumeUp(Television &tv) {     tv.volume_ += 1; } void TeleController::VolumeDown(Television &tv) {     tv.volume_ -= 1; } void TeleController::ChanelUp(Television &tv) {     tv.chanel_ += 1; } void TeleController::ChanelDown(Television &tv) {     tv.volume_ -= 1; }

Television.h：

 C++ Code 

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#ifndef _TELEVISION_H_ #define _TELEVISION_H_ class TeleController; class Television {     friend class TeleController; public:     Television(int volume, int chanel); private:     int volume_;     int chanel_; }; #endif // _TELEVISION_H_

Television.cpp：

 C++ Code 

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#include "Television.h" Television::Television(int volume, int chanel) : volume_(volume), chanel_(chanel) { }

main.cpp：

 C++ Code 

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#include "Television.h" #include "TeleController.h" #include <iostream> using namespace std; int main(void) {     Television tv(1, 1);     TeleController tc;     tc.VolumeUp(tv);     return 0; }

将TeleController 类作为Television类的友元类，这样TeleController 类的成员函数就都可以访问Television类的所有成员，包括私有。

参考：

C++ primer 第四版
Effective C++ 3rd
C++编程规范