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C++ 笔记友元（面向对象）

news 2026/8/14 19:50:14

C++ 笔记（面向对象）：友元

在 C++ 面向对象的封装特性中，类会将私有成员（private）和保护成员（protected）隐藏起来，仅允许类自身的成员函数访问。但在实际开发中，我们有时需要让外部的函数或其他类，直接访问一个类的非公有成员 —— 这就是友元（friend）的作用。

友元是 C++ 提供的一种突破封装的机制，它允许外部函数或类访问另一个类的私有 / 保护成员。本文将从概念、分类、用法、优缺点四个维度，全面讲解友元的使用。

一、友元基础概念

1. 核心定义

友元：使用friend关键字声明的外部函数或外部类，可以直接访问当前类的所有成员（包括 private、protected）。

2. 核心特点

友元不是类的成员，只是被类 “授权” 的外部对象；

友元可以是普通全局函数，也可以是其他类的成员函数，甚至是整个类；

友元单向性：A 是 B 的友元，≠ B 是 A 的友元；

友元不传递：A 是 B 的友元，B 是 C 的友元，≠ A 是 C 的友元。

3. 友元的作用场景

让两个关联类高效共享数据；

重载运算符时（如<<、>>），需要访问类的私有成员；

让工具函数直接操作类的内部数据，提升效率。

二、友元的三种分类

友元分为三类：友元全局函数、友元成员函数、友元类。

1. 友元全局函数

将普通全局函数声明为某个类的友元，该函数可直接访问类的私有成员。

代码示例

#include <iostream> using namespace std; class Person { // 声明全局函数 showAge 为 Person 类的友元 friend void showAge(Person& p); private: int age = 20; // 私有成员 }; // 友元全局函数：可以直接访问 Person 的私有成员 age void showAge(Person& p) { cout << "年龄：" << p.age << endl; } int main() { Person p; showAge(p); // 调用友元函数 return 0; }

关键点

友元声明写在类内部任意位置（public/protected/private 都可以）；

函数本身是全局函数，不属于类。

2. 友元成员函数

将另一个类的成员函数声明为友元，该成员函数可访问当前类的私有成员。

代码示例

#include <iostream> using namespace std; // 提前声明 Person 类 class Person; class Student { public: // 声明为 Person 的友元成员函数 void showPersonAge(Person& p); }; class Person { // 声明 Student 的 showPersonAge 为友元 friend void Student::showPersonAge(Person& p); private: int age = 22; }; // 实现友元成员函数 void Student::showPersonAge(Person& p) { cout << "Person的年龄：" << p.age << endl; } int main() { Person p; Student s; s.showPersonAge(p); return 0; }

关键点

必须提前声明类，否则编译器无法识别；

只有这一个成员函数有权限，不是整个类。

3. 友元类

将整个类声明为友元，该类的所有成员函数都可以访问当前类的私有成员。

代码示例

#include <iostream> using namespace std; class Person { // 声明 Student 整个类为友元 friend class Student; private: int age = 23; string name = "小明"; }; class Student { public: // 可以访问 Person 所有私有成员 void show(Person& p) { cout << "姓名：" << p.name << endl; cout << "年龄：" << p.age << endl; } }; int main() { Person p; Student s; s.show(p); return 0; }