C++学习笔记：友元

0.前言

什么是友元？友元是允许另一个类或者函数访问某个类非public成员的机制，方法是使用friend说明符在类定义中进行额外的声明。

既然友元可以访问类的非公有成员，那么可以认为在一定程度上破坏了类的封装性。但我们也可以把他们看成一个整体，那么友元也就是封装的一部分。并且，友元使得编码更加自由，提高了灵活性。

和普通的类成员不同，友元关系既不继承，也不传递。友元不一定是派生类的友元，这种关系不被继承；友元的友元也不一定是友元；此外，友元声明是单向的，若类A声明了友元类B，而B没有声明友元A，则只有B可以访问A的非公有成员。

一般，我们有三种友元的使用方式：友元函数、友元类、友元成员函数，下面我们进一步学习。

1.友元函数

一个常规的成员函数声明描述了三件在逻辑上相互不同的事情：

• 该函数能访问类声明的非公有部分；
• 该函数位于类的作用域中；
• 该函数必须经由一个对象去激活（有一个this指针）。

将函数声明为static，可以让他只具有前两种性质。将函数声明为friend友元，可以让他只具有第一种性质。

下面我们通过一个例子来演示友元函数的使用，自定义一个Number类，通过友元函数add、sub来进行加减（暂不涉及操作符重载的知识，所以直接用函数）。代码如下：

#include 

//自定义一个数值类型，用于测试友元
class Number
{
public:
	//通过一个浮点数进行构造
	explicit Number(double val) :_value(val) {}
	//通过公有接口获取值
	double value() const { return _value; }

private:
	double _value;

	//声明加上friend，即为友元
	//定义可以在外部或内部，但是需要在外部做声明以便全局访问该函数
	friend Number add(const Number& a, const Number& b)
	{
		//声明为友元，就可以直接访问类的非公有成员
		return Number(a._value + b._value);
	}
	friend Number sub(const Number& a, const Number& b);
};

//函数的声明，定义可以放cpp中
Number add(const Number& a, const Number& b);
Number sub(const Number& a, const Number& b)
{
	return Number(a._value - b._value);
}

int main()
{
	Number a(10.5), b(0.5);
	Number c = add(a, b); //=11
	Number d = sub(a, b); //=10

	std::cout