C++突破封装的方式之一：友元函数

友元

• 友元分为：友元函数和友元类。
• 友元提供了一种突破封装的方式，有些时候可以为我们提供便利，但是友元会增加耦合度，破坏封装性，所以友元不宜多用。

友元函数

在讨论友元函数之前，我们先来看一下下面这段代码：

class Date
{
public:
	Date(int year, int month, int day)
		: _year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}

	ostream& operator<<(ostream& _cout)
	{
		_cout << _year << "-" << _month << "-"<< _day;
		return _cout;
	}

private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};

int main()
{
	Date d(2019, 8, 14);
	d << cout;
	
	return 0;
}

我们想要尝试重载operator<<，但是通过上面代码测试我们发现没有办法将operator<<重载为成员函数，因为cout的输出流对象在和隐含的this指针抢占第一个参数的位置。this指针默认是第一个参数，即左操作数，但我们在实际使用时需要cout为第一个形参对象，才能正常使用。

于是我们尝试将operator<<重载为全局函数，但是这样子又会导致在类外无法访问私有成员，所以此时就需要友元函数来解决。

class Date
{
	friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const Date& d);
	friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);

public:
	Date(int year = 2019, int month = 8, int day = 14)
		: _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(2019, 2, 3);
	cout << d << endl;
	
	cin >> d;
	cout << d << endl;

	return 0;
}

我们可以看到，通过使用友元函数，我们可以在类外访问到类的私有成员变量，从而解决了问题，成功重载了operator<<和operator>>。

友元函数的概念及作用：

• 友元函数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,
• 友元函数可以直接访问类的私有成员，为我们提供了一种突破封装的方式。

在使用友元函数时，需要注意的是：

• 友元函数可以访问类的私有成员，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和原理相同。