1.友元函數的簡單介紹
1.1為什么要使用友元函數
在實現類之間數據共享時，減少系統開銷，提高效率。如果類A中的函數要訪問類B中的成員（例如：智能指針類的實現），那么類A中該函數要是類B的友元函數。
具體來說：為了使其他類的成員函數直接訪問該類的私有變量。即：允許外面的類或函數去訪問類的私有變量和保護變量，從而使兩個類共享同一函數。
實際上具體大概有下面兩種情況需要使用友元函數：（1）運算符重載的某些場合需要使用友元。（2）兩個類要共享數據的時候。
1.2使用友元函數的優缺點
優點：能夠提高效率，表達簡單、清晰。
缺點：友元函數破環了封裝機制，盡量不使用成員函數，除非不得已的情況下才使用友元函數。
2.友元函數的使用
2.1友元函數的參數：
因為友元函數沒有this指針，則參數要有三種情況：
要訪問非static成員時，需要對象做參數；
要訪問static成員或全局變量時，則不需要對象做參數；
如果做參數的對象是全局對象，則不需要對象做參數；
2.2友元函數的位置
因為友元函數是類外的函數，所以它的聲明可以放在類的私有段或公有段且沒有區別。
2.3友元函數的調用
可以直接調用友元函數，不需要通過對象或指針
2.4友元函數的分類：
根據這個函數的來源不同，可以分為三種方法：
普通函數友元函數：
目的：使普通函數能夠訪問類的友元
語法：
聲明： friend + 普通函數聲明
實現位置：可以在類外或類中
實現代碼：與普通函數相同
調用：類似普通函數，直接調用
代碼：
class INTEGER
{
friend void Print(const INTEGER& obj);//聲明友元函數
};
void Print(const INTEGER& obj）
{
//函數體
}
void main()
{
INTEGER obj;
Print(obj);//直接調用
}
類Y的所有成員函數都為類X友元函數—友元類
目的：使用單個聲明使Y類的所有函數成為類X的友元，它提供一種類之間合作的一種方式，使類Y的對象可以具有類X和類Y的功能。
語法：
聲明位置：公有私有均可，常寫為私有(把類看成一個變量)
聲明： friend + 類名（不是對象哦）
代碼：
class girl;
class boy
{
public:
void disp(girl &);
};
void boy::disp(girl &x) //函數disp()為類boy的成員函數，也是類girl的友元函數
{
cout<<"girl's name is:"<<x.name<<",age:"<<x.age<<endl;//借助友元，在boy的成員函數disp中，借助girl的對象，直接訪問girl的私有變量
}
class girl
{
private：
char *name;
int age;
friend boy; //聲明類boy是類girl的友元
};
main函數就不寫了和普通調用時一樣的。
類Y的一個成員函數為類X的友元函數
目的：使類Y的一個成員函數成為類X的友元，具體而言：在類Y的這個成員函數中，借助參數X，可以直接以X的私有變量
語法：
聲明位置：聲明在公有中 （本身為函數）
聲明：friend + 成員函數的聲明
調用：先定義Y的對象y---使用y調用自己的成員函數---自己的成員函數中使用了友元機制
代碼：
實現代碼和2.4.2.3中的實現及其相似只是設置友元的時候變為friend void boy::disp(girl &);
小結：其實一些操作符的重載實現也是要在類外實現的，那么通常這樣的話，聲明為類的友元是必須滴。
4.友元函數和類的成員函數的區別
4.1 成員函數有this指針，而友元函數沒有this指針。
4.2 友元函數是不能被繼承的，就像父親的朋友未必是兒子的朋友。
注意：
1.類中通過使用關鍵字friend 來修飾友元函數，但該函數並不是類的成員函數，其聲明可以放在類的私有部分，也可放在共有部分。友元函數的定義在類體外實現，不需要加類限定。
2.一個類中的成員函數可以是另外一個類的友元函數，而且一個函數可以是多個類友元函數。
3.友元函數可以訪問類中的私有成員和其他數據，但是訪問不可直接使用數據成員，需要通過對對象進行引用。
4.友元函數在調用上同一般函數一樣，不必通過對對象進行引用。
例如如下形式：這里解釋上面的1，3，4要點的使用，加以理解。
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
class persion{
public:
persion(char *pn);
//友元函數;
friend void setweigth(persion &p,int h);//注意，參數列表中一般會有一個引用類型的形參,原因參考上面的使用要點3和4;
void disp(); //類成員函數
private:
char name[20];
int weigth,age;
};
persion::persion(char *pn) //構造函數
{
strcpy(name,pn);
weigth=0;
}
void persion::disp()
{
cout<<name<<"--"<<weigth<<endl;
}
//友元函數的具體實現：這里沒有類限定例如 (perion::setweigth)這種形式,這里可以與上面的disp()做個對比，一個屬於類的成員，有限定，不屬於類的成員函數，沒有加限定。
void setweigth(persion &pn,int w)
{
strcpy(pn.name,pn);//實現字符串復制
pn.weigth=w; //私有成員數據賦值
}
void main()
{
persion p("zhansan");
//調用實現setweigth(),與一般函數調用一致。
setweigth(p,60);
p.disp(); //調用類的成員函數。
}
關於要點2的使用，我給出一段代碼案例：
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
class wheel;
class car{
public:
car(char *pn);
void run(wheel &w); //成員函數，做成wheel類中友元函數實現
private:
char name[20];
};
car::car(char *pn)
{
strcpy(name,pn);
}
class wheel{
public:
wheel(int s);
friend void car::run(wheel &w); //這里把car類的成員函數做了友元函數。
private:
int speed;
};
wheel::wheel(int s)
{
speed=s;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
wheel w(60);
car c("New car");
c.run(w);
return 0;
}
void car::run(wheel &w) //car類成員函數的實現
{
cout<<"the car is running"<<endl;
cout<<"name: "<<name<<" speed :"<<w.speed<<endl;
}
另外：
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C++中引入友元函數，是為在該類中提供一個對外（除了他自己意外）訪問的窗口;
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這個友元函數他不屬於該類的成員函數，他是定義在類外的普通函數，只是在類中聲明該函數可以直接訪問類中的private或者protected成員。
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將數據和處理數據的函數封裝在一起，構成類，實現了數據的隱藏，無疑是面向對象程序設計的一大優點。但是有時候封裝不是絕對的。
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友元函數提供了不同類或對象的成員函數之間、類的成員函數和一般函數之間進行數據共享的機制。通俗的說，友元關系就是一個類主動聲明哪些類或函數是它的朋友，進而給它們提供對本類的訪問特性。也就是說，通過友元關系，一個普通函數或者類的成員函數可以訪問封裝於另外一個類中的數據。
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從一定程度上講，友元是對數據隱藏和封裝的破壞，但是為了數據共享，提高程序的效率和可讀性，很多情況下這種小的破壞是必要的。
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在一個類中，利用關鍵字friend將其它函數或類聲明為友元。如果友元是一般函數或類的成員函數，稱為友元函數。如果友元是一個類，則稱為友元類。友元類的所有成員函數都自動稱為友元函數。