第九章丨C++编程宝典：快速上手、深入进阶、挑战高级技巧，助你成为编程达人

友元是一种特殊的声明，用于在类外部定义可以访问该类私有成员的函数或类。它不是类的成员函数，但可以访问类的私有成员和保护成员。友元可以是在类外部定义的普通函数、类或其他任何函数。

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友元的目的是为了解决一些特殊的编程问题，例如，当一个类需要将其私有成员提供给另一个类或函数访问，但又不想破坏其封装性和隐藏性时。通过使用友元，类可以将特定的函数或类声明为友元，从而允许它们访问类的私有成员。

友元的声明通常在类的内部进行，使用关键字“friend”。例如，一个类可以声明一个友元函数，该函数可以在类的外部定义，并能够访问类的私有成员。同样地，一个类也可以声明一个友元类，该类可以访问该类的私有成员和保护成员。

需要注意的是，使用友元可能会破坏类的封装性和隐藏性，因此应该谨慎使用。通常情况下，只有当其他方法无法实现所需的功能时，才应该考虑使用友元。

5. 友元(Friend)

采用类的机制后实现了数据的隐藏与封装，类的数据成员一般定义为私有成员，成员函数一

般定义为公有的，依此提供类与外界间的通信接口。但是，有时需要定义一些函数，这些函数不

是类的一部分，但又需要频繁地访问类的数据成员，这时可以将这些函数定义为该函数的友元函

数。除了友元函数外，还有友元类，两者统称为友元。友元的作用是提高了程序的运行效率（即

减少了类型检查和安全性检查等都需要时间开销），但它破坏了类的封装性和隐藏性，使得非成

员函数可以访问类的私有成员。

友元可以是一个函数，该函数被称为友元函数；友元也可以是一个类，该类被称为友元

类。

5.1. 同类对象间无私处

MyString::MyString(const MyString & other)
{
    int len = strlen(other._str);
    this->_str = new char[len+1];
    strcpy(this->_str,other._str);
}

5.2. 异类对象间有友员

友元目的本质，是让其它不属于本类的成员(全局函数，其它类的成员函数)，成为类的

成员而具备了本类成员的属性。

5.2.1. 友元函数

友元函数是可以直接访问类的私有成员的非成员函数。它是定义在类外的普通函数，

它不属于任何类，但需要在类的定义中加以声明，声明时只需在友元的名称前加上关键字

friend，其格式如下：

friend 类型 函数名(形式参数);

一个函数可以是多个类的友元函数，只需要在各个类中分别声明。

5.2.1.1. 全局函数作友元函数

#include<cmath>
using namespace std;
class Point
{
public:
    Point(double xx, double yy)
    {
        x = xx;
        y = yy;
    }
    void Getxy();
    friend double Distance(Point &a, Point &b);
private:
    double x, y;
};
void Point::Getxy()
{
    cout << "(" << x << "," << y << ")" << endl;
}
double Distance(Point &a, Point &b)
{
    double dx = a.x - b.x;
    double dy = a.y - b.y;
    return sqrt(dx*dx + dy*dy);
}
int main(void)
{
    Point p1(3.0, 4.0), p2(6.0, 8.0);
    p1.Getxy();
    p2.Getxy();
    double d = Distance(p1, p2);
    cout << "Distance is" << d << endl;
    return 0;
}

5.2.1.2. 类成员函数作友元函数

#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
class Point;
class ManagerPoint
{
public:
    double Distance(Point &a, Point &b);
};
class Point
{
public:
    Point(double xx, double yy)
    {
        x = xx;
        y = yy;
    }
    void Getxy();
    friend double ManagerPoint::Distance(Point &a, Point &b);
private:
    double x, y;
};
void Point::Getxy()
{
    cout << "(" << x << "," << y << ")" << endl;
}
double ManagerPoint::Distance(Point &a, Point &b)
{
    double dx = a.x - b.x;
    double dy = a.y - b.y;
    return sqrt(dx*dx + dy*dy);
}
int main(void)
{
    Point p1(3.0, 4.0), p2(6.0, 8.0);
    p1.Getxy();
    p2.Getxy();
    ManagerPoint mp;
    float d = mp.Distance(p1,p2);
    cout << "Distance is" << d<< endl;
    return 0;
}

补充：

前向声明，是一种不完全型（forward declaration）声明，即只需提供类名(无需提供类

实现)即可。正因为是（incomplete type）功能也有很限:

(1)不能定义 foo 类的对象。

(2)可以用于定义指向这个类型的指针或引用。(很有价值的东西)

(3)用于声明(不是定义)使用该类型作为形参或者返回类型的函数。

5.2.2. 友元对象

友元类的所有成员函数都是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的隐藏信

息（包括私有成员和保护成员）。

当希望一个类可以存取另一个类的私有成员时，可以将该类声明为另一类的友元

类。定义友元类的语句格式如下：

friend class 类名;
其中：friend 和 class 是关键字，类名必须是程序中的一个已定义过的类。
例如，以下语句说明类 B 是类 A 的友元类：
class A
{
    …
    public:
        friend class B;
    …
};

经过以上说明后，类 B 的所有成员函数都是类 A 的友元函数，能存取类 A 的私有成员和保护成员。

class A
{
public:
    inline void Test()
    {
    }
private:
    int x ,y;
    friend Class B;
}
class B
{
public:
    inline void Test()
    {
        A a;
        printf("x=%d,y=%d".a.x,a.y);
    }
}

5.3. 论友元

5.3.1. 声明位置

友元声明以关键字 friend 开始，它只能出现在类定义中。因为友元不是授权类的

成员，所以它不受其所在类的声明区域 public private 和 protected 的影响。通常我们

选择把所有友元声明组织在一起并放在类头之后.

5.3.2. 友元的利弊

友元不是类成员，但是它可以访问类中的私有成员。友元的作用在于提高程序的运

行效率，但是，它破坏了类的封装性和隐藏性，使得非成员函数可以访问类的私有成员。

不过，类的访问权限确实在某些应用场合显得有些呆板，从而容忍了友元这一特别语法

现象。

5.3.3. 注意事项

(1) 友元关系不能被继承。

(2) 友元关系是单向的，不具有交换性。若类 B 是类 A 的友元，类 A 不一定是类 B的友元，要看在类中是否有相应的声明。

(3) 友元关系不具有传递性。若类 B 是类 A 的友元，类 C 是 B 的友元，类 C 不一定是类 A 的友元，同样要看类中是否有相应的申明

本章完，下一章节讲解运算符重载(Operator OverLoad)