友元函数（friend function）是C++中一种特殊的函数，它可以访问类的私有和保护成员。尽管它不是类的成员函数，但它能通过声明为友元来获得对类成员的访问权限。以下是友元函数的原理、特点、使用方法和注意点：

原理

友元函数通过在类中使用 friend 关键字声明，使其能够访问类的私有和保护成员。友元函数可以是普通函数、类的成员函数，甚至是另一个类。

特点

1. 访问权限：友元函数可以访问类的所有成员（包括私有和保护成员）。
2. 不是成员函数：友元函数并不是类的成员函数，因此它不需要通过对象调用。
3. 独立性：友元函数独立于类本身，可以定义在类的外部。
4. 跨类友元：友元函数可以是另一个类的成员函数，实现类之间的紧密协作。

使用方法

声明友元函数

在类中使用 friend 关键字声明友元函数。例如：

class MyClass {
private:int privateVar;public:MyClass(int val) : privateVar(val) {}// 声明友元函数friend void displayPrivateVar(MyClass& obj);
};// 定义友元函数
void displayPrivateVar(MyClass& obj) {std::cout << "Private variable: " << obj.privateVar << std::endl;
}int main() {MyClass obj(10);displayPrivateVar(obj); // 可以访问私有成员 privateVarreturn 0;
}

友元类

如果一个类的所有成员函数都需要访问另一个类的私有成员，可以将整个类声明为友元类：

class ClassB; // 前向声明class ClassA {
private:int privateVar;public:ClassA(int val) : privateVar(val) {}// 声明 ClassB 为友元类friend class ClassB;
};class ClassB {
public:void showPrivateVar(ClassA& obj) {std::cout << "ClassA's private variable: " << obj.privateVar << std::endl;}
};int main() {ClassA objA(20);ClassB objB;objB.showPrivateVar(objA); // 可以访问 ClassA 的私有成员 privateVarreturn 0;
}

注意点

1. 慎用友元函数：友元函数破坏了类的封装性，因此应慎重使用，确保在必要时才使用友元函数。
2. 友元关系单向性：友元关系是单向的。如果类A是类B的友元，类B不会自动成为类A的友元。
3. 增加耦合度：友元函数会增加类之间的耦合度，可能使代码维护变得复杂。
4. 不影响多态性：友元函数不属于类的成员函数，因此它不受类的继承和多态性的影响。

友元函数在某些情况下非常有用，特别是需要跨类访问私有数据时。但在设计时应谨慎考虑其对代码封装性和维护性的影响。
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