【C++】友元函数、友元类、内部类

一、友元函数

友元函数是定义在类外的普通函数，但是可以访问类的所有成员，包括私有和保护成员。
它不是类的成员函数，但是要在类里声明。

例子：

class A
{
	// 友元函数可以在类中任何地方声明，不受访问限定符限制
	friend void print();
	
public:
	...

private:
	int a;
	int b;
	int c;
};

// 友元函数是定义在类外的普通函数
// 但是可以访问类的私有和保护成员
void print()
{
	cout << a << ' ' << b << ' ' << c << endl;
}

注意，一个函数可以是多个类的友元函数，只要在每个类中声明友元函数即可。

二、友元类

如果 A 是 B 的友元类，则在 A 中可以访问 B 的所有成员，包括私有和保护成员。

前提是要在 B 里声明 A 是 B 的友元类。声明方式与友元函数类似，可以在类中任何地方声明，不受访问限定符限制。

例子：

class B
{
	// 友元类可以在类中任何地方声明，不受访问限定符限制
	friend class A;
	
public:
	...
	
private:
	int x;
	int y;
	int z;
};

class A
{
public:
	// 声明了友元类，在 A中就可以访问 B的私有和保护成员
	void func(B& d)
	{
		d.x = 1；
		d.y = 2;
		...
	}
	
private:
	...
};

注意，友元关系是单向的，而且不能传递、不能继承。

单向：比如上面的例子中，A 是 B 的友元类，但是 B 不是 A 的友元类，B 中不能访问 A 的非公有成员，除非也在 A 中声明 B 是 A 的友元类。

不能传递：比如 A 是 B 的友元类，B 是 C 的友元类，但是不能推出 A 是 C 的友元类。

不能继承：to be continued…

三、内部类

在一个类里声明的另一个类，叫作内部类。

内部类可以访问外部类的所有成员，包括私有成员和保护成员。但是外部类不能访问内部类的非公有成员。
例子：

class A 
{
public:
	// B是 A的内部类
    class B 
    {
    public:
    	// B中可以访问 A的所有成员
        void func(A& d) 
        {
            d.x = 1;
            d.y = 0;
        }
    };
private:
    int x;
    int y;
};

事实上，内部类就是外部类的友元类，它们是两个独立的类。

但是创建内部类的对象时，需要这样表示：外部类名::内部类名 对象名
例子：

class OuterClass 
{
public:
    class InnerClass 
    {
    public:
        void display() 
        {
            cout << "Inner Class" << endl;
        }
    };
};

int main() 
{
    OuterClass::InnerClass innerObj;//创建内部类的对象

    innerObj.display();

    return 0;
}

内部类可以在外部类的任意位置声明，但是与友元类声明不同的是，内部类会受访问限定符的限制。

四、小结

友元提供了一种突破封装的方式，有时可以提供便利。
但是友元会增加类与类之间的耦合度，不宜多用。