前言
友元提供了一种突破封装的方式，有时提供了便利。但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多用。
友元分为：友元函数和友元类
友元可以访问类的所有成员
一、友元函数
概念
友元函数是指在类中声明的函数，但不是类的成员函数，在类的定义中没有声明。它可以访问类的私有成员变量和保护成员变量，同时也可以访问类的私有成员函数和保护成员函数。友元函数的声明使用关键字friend。
友元函数可以用来增加对类的访问权限，使其能够访问类的私有成员，从而提供更多的灵活性和扩展性。
友元函数的定义与普通函数的定义相似，但需要在函数名前加上关键字friend，并在函数定义中使用类名作为参数。
示例
以下是一个示例，展示了如何使用友元函数：
代码语言：javascript复制class MyClass {
private:
int x;
public:
MyClass(int a) {
x = a;
}
friend int get_x(MyClass obj); // 声明友元函数
void display() {
cout << "x = " << x << endl;
}
};
// 定义友元函数
int get_x(MyClass obj) {
return obj.x;
}
int main() {
MyClass obj(5);
obj.display(); // 输出 x = 5
int x = get_x(obj);
cout << "x = " << x << endl; // 输出 x = 5
return 0;
}在上面的示例中，get_x()函数是MyClass类的友元函数，可以访问类的私有成员x。在main()函数中，我们通过调用get_x()函数来获取对象的私有成员变量的值，并将其打印出来。结果显示了正确的结果。
例题
关于重载可以去看我的这篇文章——C 从入门到精通——类的6个默认成员函数之赋值运算符重载
问题：现在尝试去重载operator<<，然后发现没办法将operator<<重载成成员函数。因为cout的输出流对象和隐含的this指针在抢占第一个参数的位置。this指针默认是第一个参数也就是左操作数了。但是实际使用中cout需要是第一个形参对象，才能正常使用。所以要将operator<<重载成全局函数。但又会导致类外没办法访问成员，此时就需要友元来解决。operator>>同理。
class Date
{
public:
Date(int year, int month, int day)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
// d1 << cout; -> d1.operator<<(&d1, cout); 不符合常规调用
// 因为成员函数第一个参数一定是隐藏的this，所以d1必须放在<<的左侧
ostream& operator<<(ostream& _cout)
{
_cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
return _cout;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};代码语言：javascript复制ps:友元函数可以直接访问类的私有成员，它是定义在类外部的普通函数，不属于任何类，但需要在类的内部声明，声明时需要加
friend关键字。
class Date
{
friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d)
{
_cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day;
return _cout;
}
istream& operator>>(istream& _cin, Date& d)
{
_cin >> d._year;
_cin >> d._month;
_cin >> d._day;
return _cin;
}
int main()
{
Date d;
cin >> d;
cout << d << endl;
return 0;
}总结
- 友元函数可访问类的私有和保护成员，但不是类的成员函数
- 友元函数不能用
const修饰 - 友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制
- 一个函数可以是多个类的友元函数
- 友元函数的调用与普通函数的调用原理相同
二、友元类
概念
友元类（Friend Class）是指在C 中，一个类可以将另一个类声明为其友元类，从而使得该友元类可以访问该类的私有成员。
在C 中，类的友元关系可以通过在类的定义中使用friend关键字来声明。当一个类被声明为另一个类的友元类时，该友元类的所有成员函数都可以直接访问该类的私有成员。
示例1
友元类的声明通常在类的定义中进行，如下所示：
代码语言：javascript复制class A {
public:
// 类A的公有成员函数
private:
// 类A的私有成员
friend class B; // 声明类B为类A的友元类
};
class B {
public:
// 类B的公有成员函数
private:
// 类B的私有成员
void foo(A& obj) {
// 类B的成员函数可以访问类A的私有成员
obj.privateMember = 10;
}
};上述代码中，类B被声明为类A的友元类，因此类B的成员函数foo可以访问类A的私有成员privateMember。
需要注意的是，友元关系是单向的，即如果类A将类B声明为友元类，那么只有类B可以访问类A的私有成员，而类A不能访问类B的私有成员。另外，友元关系不具有继承性，即声明为友元类的类的子类并不自动成为友元类。
示例2
代码语言：javascript复制class Time
{
friend class Date; // 声明日期类为时间类的友元类，则在日期类中就直接访问Time类中的私有成员变量
public:
Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)
: _hour(hour)
, _minute(minute)
, _second(second)
{}
private:
int _hour;
int _minute;
int _second;
};
class Date
{
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
: _year(year)
, _month(month)
, _day(day)
{}
void SetTimeOfDate(int hour, int minute, int second)
{
// 直接访问时间类私有的成员变量
_t._hour = hour;
_t._minute = minute;
_t._second = second;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
Time _t;
};总结
友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的非公有成员。
- 友元关系是单向的，不具有交换性。
比如上述
Time类和Date类，在Time类中声明Date类为其友元类，那么可以在Date类中直接访问Time类的私有成员变量，但想在Time类中访问Date类中私有的成员变量则不行。 - 友元关系不能传递
如果
B是A的友元，C是B的友元，则不能说明C时A的友元。 - 友元关系不能继承，在继承位置再给大家详细介绍。
