C++12--友元

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。

1.友元函数

问题：现在尝试去重载operator<<，然后发现没办法将operator<<重载成成员函数。因为cout的输出流对象和隐含的this指针在占用第一个参数的位置。this指针默认时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。

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

	//d1<<cout;->d1.operator<<(&d1,cout)；不符合常规调用
	//因为成员函数第一个参数一定是隐藏的this，所以d1必须放在<<的左侧
	ostream& operator<<(ostream& _cout)
	{
		_cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
		return _cout;
	}

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

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。

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

public:
	Date(int year = 2024, int month = 12, int day = 19)
		:_year(year)
		,_month(_month)
		,_day(day)
	{}

	//d1<<cout;->d1.operator<<(&d1,cout)；不符合常规调用
	//因为成员函数第一个参数一定是隐藏的this，所以d1必须放在<<的左侧
	ostream& operator<<(ostream& _cout)
	{
		_cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl;
		return _cout;
	}

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;
	cin >> d;
	cout << d << endl;
	return 0;
}

说明：

• 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

2.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。

• 友元关系是单向的，不具有交换性。
• 友元关系不能传递（如果B是A的友元，C是B的友元，则不能说明C是A的友元）
• 友元关系不能继承

class Time
{
	friend class Date;//声明日期类为时间类的友元，则在日期类中就直接访问Time类中的私有或
	                  //成员变量

public:
	Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)
		:_hour(hour)
		,_minute(minute)
		,_second(second)
	{}

private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};

class Date
{
public:
	Date(int year = 2024, int month = 12, int day = 1)
		:_year(year)
		,_month(month)
		,_day(day)
	{}
	void SetTimeOfDate(int hour,int minute,int second)
	{
		//直接访问时间类私有的成员变量
		_t._hour = hour;
		_t._minute = minute;
		_t._second = second;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Time _t;
};