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1.友元函数的简单介绍
- C++中引入友元函数，是为在该类中提供一个对外（除了他自己意外）访问的窗口;
- 这个友元函数他不属于该类的成员函数，他是定义在类外的普通函数，只是在类中声明该函数可以直接访问类中的private或者protected成员。
- 类中通过使用关键字friend 来修饰友元函数，但该函数并不是类的成员函数，其声明可以放在类的私有部分，也可放在共有部分。友元函数的定义在类体外实现，不需要加类限定。
1.1为什么要使用友元函数
在实现类之间数据共享时，减少系统开销，提高效率。如果类A中的函数要访问类B中的成员（例如：智能指针类的实现），那么类A中该函数要是类B的友元函数。具体来说：为了使其他类的成员函数直接访问该类的私有变量。即：允许外面的类或函数去访问类的私有变量和保护变量，从而使两个类共享同一函数。
实际上具体大概有下面两种情况需要使用友元函数：（1）运算符重载的某些场合需要使用友元。（2）两个类要共享数据的时候。
1.2使用友元函数的优缺点
1.2.1优点：能够提高效率，表达简单、清晰。
1.2.2缺点：友元函数破环了封装机制，尽量不使用成员函数，除非不得已的情况下才使用友元函数。
2.友元函数的使用
2.1友元函数的参数：
因为友元函数没有this指针，则参数要有三种情况：
2.1.1 要访问非static成员时，需要对象做参数；
2.1.2 要访问static成员或全局变量时，则不需要对象做参数；
2.1.3 如果做参数的对象是全局对象，则不需要对象做参数；
2.2友元函数的位置
因为友元函数是类外的函数，所以它的声明可以放在类的私有段或公有段且没有区别。
2.3友元函数的调用
可以直接调用友元函数，不需要通过对象或指针
2.4友元函数的分类：
根据这个函数的来源不同，可以分为三种方法：
2.4.1普通函数友元函数
2.4.1.1 目的：使普通函数能够访问类的友元
2.4.1.2 语法：
声明： friend + 普通函数声明
实现位置：可以在类外或类中
实现代码：与普通函数相同
调用：类似普通函数，直接调用
2.4.1.3代码：
例如：使用友元函数计算两点之间的距离，
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
//使用友元函数计算两点之间的距离
class Point{
public:
Point(int xx = 0, int yy = 0) { X = xx; Y = yy;}
int GetX() {return X;}
int GetY() {return Y;}
friend float fDist( Point &a, Point &b );
private:
int X, Y;
};
float fDist(Point &p1, Point &p2){
double x = double(p1.X - p2.X);//通过对象访问私有数据成员，而不是必须使用Getx()函数
double y = double(p1.Y - p2.Y);
return float(sqrt(x*x + y*y));
}
int main(){
Point p1(1, 1), p2(4, 5);
cout << "the distance is:";
cout << fDist(p1, p2) << endl;//计算两点之间的距离
return 0;
}可以看到在友元函数fDist()中通过对象名直接访问了Point类的私有数据成员X和Y。
2.4.2类Y的所有成员函数都为类X友元函数—友元类
2.4.2.1目的：使用单个声明使Y类的所有函数成为类X的友元，它提供一种类之间合作的一种方式，使类Y的对象可以具有类X和类Y的功能。
2.4.2.2语法：
声明位置：公有私有均可，常写为私有(把类看成一个变量)
声明： friend + 类名（不是对象哦）
2.4.2.3代码：
class girl;
class boy
{
public:
void disp(girl &);
};
void boy::disp(girl &x) //函数disp()为类boy的成员函数，也是类girl的友元函数
{
cout<<"girl's name is:"<<x.name<<",age:"<<x.age<<endl;//借助友元，在boy的成员函数disp中，借助girl的对象，直接访问girl的私有变量
}
class girl
{
private：
char *name;
int age;
friend boy; //声明类boy是类girl的友元
};main函数就不写了和普通调用时一样的。
2.4.3类Y的一个成员函数为类X的友元函数
2.4.3.1目的：使类Y的一个成员函数成为类X的友元，具体而言：在类Y的这个成员函数中，借助参数X，可以直接以X的私有变量
2.4.3.2语法：
声明位置：声明在公有中 （本身为函数）
声明：friend + 成员函数的声明
调用：先定义Y的对象y---使用y调用自己的成员函数---自己的成员函数中使用了友元机制
2.4.3.3代码：
实现代码和2.4.2.3中的实现及其相似只是设置友元的时候变为friend void boy::disp(girl &);自己解决喽……
小结：其实一些操作符的重载实现也是要在类外实现的，那么通常这样的话，声明为类的友元是必须滴。
4.友元函数和类的成员函数的区别
4.1 成员函数有this指针，而友元函数没有this指针。
4.2 友元函数是不能被继承的，就像父亲的朋友未必是儿子的朋友。