C++友元函数和友元类（C++ friend）详解

私有成员只能在类的成员函数内部访问，若是想在别处访问对象的私有成员，只能经过类提供的接口（成员函数）间接地进行。这当然可以带来数据隐藏的好处，利于未来程序的扩充，但也会增长程序书写的麻烦。

C++ 是从结构化的C语言发展而来的，须要照顾结构化设计程序员的习惯，因此在对私有成员可访问范围的问题上不可限制太死。

C++ 设计者认为， 若是有的程序员真的很是怕麻烦，就是想在类的成员函数外部直接访问对象的私有成员，那仍是作一点妥协以知足他们的愿望为好，这也算是眼前利益和长远利益的折中。所以，C++ 就有了友元（friend）的概念。打个比方，这至关因而说：朋友是值得信任的，因此能够对他们公开一些本身的隐私。

友元分为两种：友元函数和友元类。

友元函数

在定义一个类的时候，能够把一些函数（包括全局函数和其余类的成员函数）声明为“友元”，这样那些函数就成为该类的友元函数，在友元函数内部就能够访问该类对象的私有成员了。

将全局函数声明为友元的写法以下：

friend  返回值类型  函数名(参数表);

将其余类的成员函数声明为友元的写法以下：

friend  返回值类型  其余类的类名::成员函数名(参数表);

可是，不能把其余类的私有成员函数声明为友元。

关于友元，看下面的程序示例。

1. #include<iostream>
2. using namespace std;
3. class CCar; //提早声明CCar类，以便后面的CDriver类使用
4. class CDriver
5. {
6. public:
7. void ModifyCar(CCar* pCar); //改装汽车
8. };
9. class CCar
10. {
11. private:
12. int price;
13. friend int MostExpensiveCar(CCar cars[], int total); //声明友元
14. friend void CDriver::ModifyCar(CCar* pCar); //声明友元
15. };
16. void CDriver::ModifyCar(CCar* pCar)
17. {
18. pCar->price += 1000; //汽车改装后价值增长
19. }
20. int MostExpensiveCar(CCar cars[], int total) //求最贵气车的价格
21. {
22. int tmpMax = -1;
23. for (int i = 0; i<total; ++i)
24. if (cars[i].price > tmpMax)
25. tmpMax = cars[i].price;
26. return tmpMax;
27. }
28. int main()
29. {
30. return 0;
31. }

这个程序只是为了展现友元的用法，因此 main 函数什么也不作。

第 3 行声明了 CCar 类，CCar 类的定义在后面。之因此要提早声明，是由于 CDriver 类的定义中用到了 CCar 类型（第7行），而此时 CCar 类尚未定义，编译会报错。

不要第 3 行，而把 CCar 类的定义写在 CDriver 类的前面，是解决不了这个问题的，由于 CCar 类中也用到了 CDriver 类型（第14行），把 CCar 类的定义写在前面会致使第 14 行的 CDriver 因没有定义而报错。C++ 为此提供的解决办法是：能够简单地将一个类的名字提早声明，写法以下：

class  类名;

尽管能够提早声明，可是在一个类的定义出现以前，仍然不能有任何会致使该类对象被生成的语句。但使用该类的指针或引用是没有问题的。

第 13 行将全局函数 MostExpensiveCar 声明为 CCar 类的友元，所以在第 24 行能够访问 cars[i] 的私有成员 price。同理，第 14 行将 CDriver 类的 ModifyCar 成员函数声明为友元，所以在第 18 行能够访问 pCar 指针所指向的对象的私有成员变量 price。

友元类

一个类 A 能够将另外一个类 B 声明为本身的友元，类 B 的全部成员函数就均可以访问类 A 对象的私有成员。在类定义中声明友元类的写法以下：

friend  class  类名;

来看以下例程：

1. class CCar
2. {
3. private:
4. int price;
5. friend class CDriver; //声明 CDriver 为友元类
6. };
7. class CDriver
8. {
9. public:
10. CCar myCar;
11. void ModifyCar() //改装汽车
12. {
13. myCar.price += 1000; //因CDriver是CCar的友元类，故此处能够访问其私有成员
14. }
15. };
16. int main()
17. {
18. return 0;
19. }

第 5 行将 CDriver 声明为 CCar 的友元类。这条语句原本就是在声明 CDriver 是一个类，因此 CCar 类定义前面就不用声明 CDriver 类了。第 5 行使得 CDriver 类的全部成员函数都能访问 CCar 对象的私有成员。若是没有第 5 行，第 13 行对 myCar 私有成员 price 的访问就会致使编译错误。 通常来讲，类 A 将类 B 声明为友元类，则类 B 最好从逻辑上和类 A 有比较接近的关系。例如上面的例子，CDriver 表明司机，CCar 表明车，司机拥有车，因此 CDriver 类和 CCar 类从逻辑上来说关系比较密切，把 CDriver 类声明为 CCar 类的友元比较合理。 友元关系在类之间不能传递，即类 A 是类 B 的友元，类 B 是类 C 的友元，并不能导出类 A 是类 C 的友元。“咱俩是朋友，因此你的朋友就是个人朋友”这句话在 C++ 的友元关系上 不成立。