对c++友元函数和友元类的理解

1，友元函数的定义和作用

我们已知道类具有封装和信息隐藏的特性。只有类的成员函数才能访问类的私有成员，程序中的其他函数是无法访问私有成员的。非成员函数可以访问类中的公有成员，但是如果将数据成员都定义为公有的，这又破坏了隐藏的特性。另外，应该看到在某些情况下，特别是在对某些成员函数多次调用时，由于参数传递，类型检查和安全性检查等都需要时间开销，而影响程序的运行效率。

为了解决上述问题，提出一种使用友元的方案。友元是一种定义在类外部的普通函数，但它需要在类体内进行说明，为了与该类的成员函数加以区别，在说明时前面加以关键字friend。友元不是成员函数，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（即减少了类型检查和安全性检查等都需要的时间开销），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。
2，上述的访问不是直接访问，对于普通私有成员变量是通过对象访问，对于私有静态变量是通过类访问。
为什么不能直接访问呢？

先了解一下为什么成员函数可以直接访问成员变量？

成员函数能够访问类的成员变量是因为传递了指向当前对象的this指针，它如果访问数据成员对其操作是this指向的对象的数据成员，是有实际意义的 。

友元函数不是成员函数，没有传递隐藏的this指针，只能间接访问。

这点其实和静态成员函数一样，静态成员函数也是没有this指针的，所以它只能访问静态成员变量或者通过对象访问非静态成员变量。

例子：

class Rect
{
public:
Rect()      // 构造函数，计数器加1
{
count++;
}
//Rect(const Rect& r)
//{
//	width = r.width;
//	height = r.height;
//	count++;
//}
~Rect()     // 析构函数，计数器减1
{
count--;
}
static int getCount()       // 返回计数器的值
{
return count;
}
friend int get();
private:
int width;
int height;
static int count;       // 一静态成员做为计数器
};

int Rect::count = 0;        // 初始化计数器
int get()
{
return Rect::count;//友元函数通过类访问私有静态成员变量
}
int main()
{
Rect rect1;
cout<<"The count of Rect: "<<Rect::getCount()<<endl;//通过类访问公有静态成员函数，输出1

Rect rect2(rect1);   // 使用rect1复制rect2，此时应该有两个对象
cout<<"The count of Rect: "<<Rect::getCount()<<endl; //输出1
cout << get() << endl;//输出1
//cout << Rect::count << endl;//不能编译通过，不能访问私有成员
system("pause");
return 0;
}

3，类和类之间的友元关系不能继承。

下边转载自：
http://blog.csdn.net/shandianling/article/details/7469361
C++ Primer中有如下描述：友元关系不能继承。基类的友元对派生类的成员没有特殊访问

权限。如果基类被授予友元关系，则只有基类具有特殊访问权限，该基类的派生类不能访问授予友元关系的类。

 然而通过实践发现，VS编译器并没有安装上述描述来处理，下面的规则与上述描述相悖，却符合VS编译器的处理规则。

注：有待通过g++编译器来验证。

1 友元类的继承问题

1.1 A类的友元B的派生类C 不能访问A类的private或protect成员变量。但可以通过B提供的接口来访问A。(废话肯定可以)

[cpp] view
plain copy

#include <iostream>   

using namespace   std;   

class B;   

class A   

{   

    int a;   

public:   

    A(int x=0) { a=x; }   

    friend class B;   

};   

class B   

{   

    int b;   

public:   

    void fun(A& ob){ cout << ob.a << endl;}   

};   

  

class C:public B  

{   

public:   

    //void fun2(A& ob){ cout <<ob.a <<endl;}   //派生类新加的函数却不能访问A，此句会报错  

};   

  

void   main()   

{   

    A a(55);   

    C c;   

    c.fun(a); //C是B的派生类   通过基类B的函数fun仍然可以访问   

}   

1.2.  Base的友元可以通过Base的派生类Drived访问Base的private，protect成员变量，但不能访问Drived的private，protect成员变量。（这一点似乎与《C++ primer》里说的有点冲突）

个人理解：Drived的对象本身就包含Base，Base的友元Frnd自然就可以访问Base的部分。

[cpp] view
plain copy

#include <iostream>   

using namespace std;   

class Base   

{   

    int m_a;   

public:   

    Base(int x=0){ m_a=x; }   

    friend class Frnd;   

};   

  

class Drived:public Base   

{   

private:  

    int m_c;  

public:   

    Drived(int x):Base(x){m_c=x;}   

};  

  

class Frnd   

{  

public:   

    void fun(Base& ob) { cout <<ob.m_a << endl; }   

    void fun2(Drived& ob)   

    {  

        cout << ob.m_a<<endl;  

        //cout <<ob.m_c<<endl; //编译错误  

    }   

};   

  

int main()   

{   

    Drived d(1);   

    Frnd f;   

    f.fun(d);   

    f.fun2(d);  

    system("pause");  

    return 0;  

}   

3 友元类的传递问题

A的友元是B，B的友元是C，那A的友元是C？　不是，友元类不具有传递性。