C++提供友元机制,允许外部类和函数访问类的私有成员和保护成员的辅助方法,即将它们声明为一个给定类的友元类(或友元函数),使其具有类成员函数的访问权限。但友元本身不是类的成员,它不属于任何类。

优点:提高软件的可靠性、可重用性、可维护性。

不足:增加了程序运行时函数的调用开销——当成员函数调用很频繁时，将导致执行效率的降低，增加程序的运行时间。

友元可以是普通的函数,或已定义的其他类的成员函数,或整个类。将一个函数设为友元，称为友元函数，将一个类设为友元，称为友元类。友元类的所有成员函数都可以访问授予友元关系的那个类的私有成员。

一、友元函数

友元函数:如果在一个类以外的某个地方定义了一个函数，在类定义中用friend对其进行声明，此函数就称为这个类的友元函数。

友元函数的定义形式:

friend 返回类型 函数名(参数列表);

{ … }

说明:

1）友元函数不是类的成员函数，可以访问对象的私有成员，只要在类中声明时加上friend，由于不是成员函数，定义时不必在函数名前加上“类名::”。

2)一个函数可以是多个类的友元函数,只需在各个类中分别声明。

3）友元函数无this指针，因此，一般应带有一个入口参数——通过入口参数传递的对象名来引用该对象的成员。

4)当一个函数需要访问二个或以上的类时,友元函数非常有用。

5)C++不允许将构造函数和析构函数声明为友元函数。

友元成员函数:是指一个类的成员函数可以是另一个类的友元函数即可以通过一个类的成员函数访问另一个类的私有成员。

二、友元类

友元类是在多个类之间建立的一种访问机制,当程序中定义了两个或两个以上的类时，如果希望一个类可以访问另个类的私有成员时,可以将该类声明为另一类的友元，友元类的所有成员函数都可视为该类的友元函数,能访问该类的私有成员和保护成员。

定义友元类的形式:

friend 类名;

如: class A

{···

friend B; } ;

class B {...} ;

三、关于友元的说明:

1.友员可以访问并修改类的私有或保护数据,调用类的私有或保护成员函数，使类既具有封装性，又具有灵活性。

2.友元的关系是单向的而不是双向的。如果声明了类B是类A的友元类,不等于类A是类B的友元类，类A中的成员函数不能访问类B中的私有数据。

3.友元的关系不能传递或继承，如果类B是类A的友元类，类C是类B的友元类,不等于类C是类A的友元类。如果想让类c是类A的友元类,必须显式地在类中另外声明。

四、类模板

对于功能相同而数据类型不同的一些函数,可以定义一个通用的函数模板来实现。对于功能相同而数据类型不同的一些类，也可以定义一个通用的类模板。

类模板定义形式:

template <class 类型参数名>

class类名

{

···

};

用类模板定义对象的形式为:

类模板名 <实际类型名> 对象名;

如果在类模板外定义成员函数,类模板形式应写成:

template <class 类型参数名>

函数类型 类模板名<类型参数名>：：成员函数名()

{函数体}