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⏩ 文章专栏：《C++指南》
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目录
引言
?友元的介绍
?友元函数
?友元类
?相关规则的用法
结语
引言
在C++编程语言中，友元是一种特殊的访问控制机制，它允许一个类或函数访问另一个类的私有成员。
友元关系可以是函数与类之间，也可以是类与类之间。友元机制虽然增强了类的灵活性，但也破坏了封装性，因此在使用时需要谨慎。
?友元的介绍
友元关系在C++中是一种单向的、非传递的关系。
当一个类或函数被声明为另一个类的友元时，它能够绕过访问权限进行访问，即使这些成员在普通情况下对外是不可见的。
友元的声明通常放在类的定义中，位于public、protected和private之外，使用friend关键字进行声明。
友元函数和友元类的声明确实可以在类定义的任何地方进行，且不受类访问限定符（如public、protected、private）的限制。
⼀个函数可以是多个类的友元函数，一个类也可以是多个类的友元类。
?友元函数
友元函数是一种特殊的函数，它可以访问类的私有成员，尽管它不是类的成员函数。
友元函数的声明通常位于类的声明中，但其实现则位于类外部。
语法：
class MyClass { private: int privateData; public: MyClass(int data) : privateData(data) {} // 声明友元函数 friend void friendFunction(const MyClass& obj); // Getter函数 int getPrivateData() const { return privateData; } }; // 友元函数实现 void friendFunction(const MyClass& obj) { cout << "Friend function accessing private data: " << obj.privateData << endl; }使用场景：当需要重载类的操作符（如
<<、>>、+、-等）时，友元函数可以访问私有成员，实现合适的操作。在某些情况下，使用友元函数可以提高程序的执行效率，因为它可以直接访问类的私有成员，而不需要通过访问器函数（getter和setter）。 注意事项：
友元函数破坏了类的封装性，可能会降低代码的安全性和可维护性。当程序变得复杂时，友元函数的使用可能会导致代码变得难以理解和维护。?友元类
友元类是指一个类被声明为另一个类的友元。这意味着被声明为友元的类可以访问另一个类的私有成员，类似于友元函数的概念，但是是对整个类的授权。
语法：
class MyClass; class FriendClass { public: void accessPrivateData(const MyClass& obj); }; class MyClass { private: int privateData; public: MyClass(int data) : privateData(data) {} // 声明友元类 friend class FriendClass; int getPrivateData() const { return privateData; } }; // 友元类成员函数实现 void FriendClass::accessPrivateData(const MyClass& obj) { cout << "Friend class accessing private data: " << obj.privateData << endl; }使用场景：友元类通常用于需要多个类之间紧密协作的情况，允许这些类访问彼此的私有成员。
注意事项：
友元类同样破坏了类的封装性，需要谨慎使用。友元关系不具备传递性，即如果A是B的友元，B是C的友元，A不一定是C的友元。
?相关规则的用法
友元函数的声明和实现： 友元函数在类的内部声明，使用friend关键字。友元函数的实现位于类外部，可以像普通函数一样进行定义。友元类的声明： 友元类在目标类中使用friend关键字进行声明。友元类的所有成员函数都可以访问目标类的私有成员。友元关系的单向性和非传递性： 友元关系是单向的，即A是B的友元，并不意味着B是A的友元。友元关系是非传递的，即如果A是B的友元，B是C的友元，A不一定是C的友元。友元成员函数的声明： 友元成员函数是在一个类中声明的成员函数，但被声明为另一个类的友元函数。友元成员函数可以访问被授权类的私有成员。 代码示例（友元成员函数）：
class FriendClass; class MyClass { private: int privateVar; public: MyClass(int val) : privateVar(val) {} // 友元成员函数，声明FriendClass的成员函数为友元 friend void FriendClass::accessPrivateVar(MyClass& obj); }; class FriendClass { public: void accessPrivateVar(MyClass& obj) { // 友元成员函数可以访问MyClass的私有成员 int x = obj.privateVar; cout << "Friend class member function accessing private data: " << x << endl; } }; int main() { MyClass myObj(42); FriendClass friendObj; friendObj.accessPrivateVar(myObj); // 调用友元类的成员函数 return 0; }
结语
友元机制在C++中提供了一种灵活的访问控制手段，允许类或函数访问另一个类的私有成员。然而，友元也破坏了类的封装性，可能会降低代码的安全性和可维护性。因此，在使用友元时需要谨慎考虑，确保只有在必要的情况下使用它。