C++友元及相关知识补充

一.static成员

声明为static的类成员称为类的静态成员，用static修饰的成员变量，称之为静态成员变量；用
static修饰的成员函数，称之为静态成员函数。静态成员变量一定要在类外进行初始化
例如：

class Date
{
private:
    static int _a;//声明
};
//定义
int Date::_a = 10;
int main()
{

    return 0;
}

特性：

静态成员变量必须在类外定义，定义时不添加static关键字，类中只是声明
 

静态成员为所有类对象所共享，不属于某个具体的对象，存放在静态区

 类静态成员即可用 类名::静态成员 或者 对象.静态成员 来访问

 静态成员函数没有隐藏的this指针，不能访问任何非静态成员

静态成员也是类的成员，受public、protected、private 访问限定符的限制
 

static成员函数没有this指针，可以通过静态函数来取出所需

下面我们再来认识友元相关知识：

友元提供了一种突破封装的方式，有时提供了便利。但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以
友元不宜多用。
友元分为：友元函数和友元类
 

二.友元函数

我们在类中无法直接用operator<<重载成成员函数。因为cout的输出流对象和隐含的this指针在抢占第一个参数的位置。this指针默认是第一个参数也就是左操作数了。但是实际使用中cout需要是第一个形参对象，才能正常使用。所以要将operator<<重载成全局函数。但又会导致类外没办法访问成员，此时就需要友元来解决。operator>>同理
 

代码如下：

class Date
{
    Date(int year=2024,int month=2,int day=2)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    ~Date()
    {

    }
    friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
    friend istream& operator>>(istream& in, Date d);

        //友元函数声明

private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};
istream& operator>>(istream& in, Date d)
{
    cin >> d._year >> d._month >> d._day;
}
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
    cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;
    return out;
}

友元函数可以直接访问类的私有成员，它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
 

友元的特点：

友元函数可访问类的私有和保护成员，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原理相同
 

三.友元类

友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的非公有成员
如下：

class Time
{
    friend class Date;
private:
    int _hour;
    int _minute;
    int _second;
};
class Date
{
    Date(int year=2024,int month=2,int day=2)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    //友元使用
    void print(Time& t)
    {
        cout << _year << _month <<_day << t._hour << t._minute << t._second << endl;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

友元特点：
友元关系是单向的，不具有交换性。
比如上述Time类和Date类，在Time类中声明Date类为其友元类，那么可以在Date类中直接
访问Time类的私有成员变量，但想在Time类中访问Date类中私有的成员变量则不行。
友元关系不能传递
如果C是B的友元， B是A的友元，则不能说明C时A的友元。
友元关系不能继承
 

四.内部类

概念：如果一个类定义在另一个类的内部，这个内部类就叫做内部类。内部类是一个独立的类，
它不属于外部类，更不能通过外部类的对象去访问内部类的成员。外部类对内部类没有任何优越
的访问权限
注意：内部类就是外部类的友元类，参见友元类的定义，内部类可以通过外部类的对象参数来访
问外部类中的所有成员。但是外部类不是内部类的友元
如下：

class Date
{
    class Time
    {
        friend class Date;
    private:
        int _hour;
        int _minute;
        int _second;
    };
    Date(int year=2024,int month=2,int day=2)
    {
        _year = year;
        _month = month;
        _day = day;
    }
    //友元使用
    void print(Time& t)
    {
        cout << _year << _month <<_day << t._hour << t._minute << t._second << endl;
    }
private:
    int _year;
    int _month;
    int _day;
};

特性：
1. 内部类可以定义在外部类的public、protected、private都是可以的。
2. 注意内部类可以直接访问外部类中的static成员，不需要外部类的对象/类名。
3. sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系
 

最后，加油！！！