C++ 友元函数

正如我们已经知道的，在面向对象编程语言中，类的成员只能访问该类的数据和函数，而外部函数无法访问该类的数据。可能会出现需要外部函数访问类的私有成员的情况，在这种情况下，友元函数就出现了。

什么是友元函数

友元函数是类的函数，定义在类范围之外，但它有权访问类的所有私有和受保护成员。

友元函数出现在类定义中，但友元函数是成员函数。

友元函数的特点

该函数不在被声明为友元的类的作用域内。
它不能使用对象来调用，因为它不在该类的作用域内。
它可以像普通函数一样被调用，不需要使用对象。
它不能直接访问成员名称，必须使用对象名称和点运算符与成员名称结合使用。
它可以声明在私有部分或公共部分。

为什么我们需要在C++中使用友元函数

在C++中使用友元函数可以直接访问类的私有数据，而不需要使用该类的对象。
友元函数也用于执行运算符重载。正如我们已经知道的，函数重载可以进行函数重载，运算符也可以通过运算符重载进行重载。

友元函数的特点

使用friend关键字声明友元函数。
它不是类的成员，但它是类的友元。
由于它不是类的成员，所以它可以像普通函数一样定义。
友元函数不直接访问类的数据成员，而是将对象作为参数传递。
它是一个普通函数。
如果我们想在一个函数中共享多个类的数据，则可以使用友元函数。

友元函数声明的语法。

class class_name    
{    
    friend data_type function_name(argument/s);            // syntax of friend function  
};

在上述声明中，friend函数前面有关键字friend。这个函数可以像普通的C++函数一样在程序中的任何地方被定义。函数定义不使用关键字friend或作用域解析运算符。

让我们通过一个例子来理解friend函数。

#include 
using namespace std;
class Distance
{
    private:
    int meters;
    public:
// constructor
    Distance()
    {
        meters = 0;
    }
    // definition of display_data() method
    void display_data()
    {
std::cout << "Meters value : " << meters<

在上面的代码中， Distance 是包含名为 meters 的私有字段的类。 Distance() 是构造方法，它将’meters’的值初始化为0。 display_data() 是一个显示’meters’值的方法。 addvalue() 是Distance类的友元函数，用于修改 ‘meters’ 的值。在()方法中，d1是Distance类的一个对象。

输出：

C++ 友元函数

友元函数在我们处理两个不同类的对象时也很有用。

让我们通过一个例子来理解。

// Add members of two different classes using friend functions
#include 
using namespace std;
// forward declaration of a class
class ClassB;

// declaration of a class
class ClassA {
 public:
        // constructor ClassA() to initialize num1 to 12
        ClassA()
        {
            num1 =12;

        }

    private:
        int num1;  // declaration of integer variable

         // friend function declaration
         friend int multiply(ClassA, ClassB);
};
class ClassB {
public:
        // constructor ClassB() to initialize num2 to 2
        ClassB()  
        {
            num2 = 2;
        }
    private:
        int num2;  // declaration of integer variable
 // friend function declaration
        friend int multiply(ClassA, ClassB);
};

// access members of both classes
int multiply(ClassA object1, ClassB object2) 
{
    return (object1.num1 * object2.num2);
}

int main() {
    ClassA object1;   // declaration of object of ClassA
    ClassB object2;   // declaration of object of ClassB
    cout << "Result after multiplication of two numbers is : " << multiply(object1, object2);
    return 0;
}

在上面的代码中，我们定义了两个类，分别为 ClassA 和 ClassB 。这两个类中都包含了友元函数 multiply() 。友元函数可以访问两个类的数据成员，即 ClassA 和 ClassB 。multiply()函数访问了 ClassA 和 ClassB 的num1和num2。在上面的代码中，我们分别创建了ClassA和ClassB的object1和object2。multiply()函数将num1和num2相乘并返回结果。从上面的代码中我们可以观察到，在没有事先声明 ClassB 的情况下， ClassA 中的友元函数也使用了 ClassB 。所以，在这种情况下，我们需要提供 ClassB 的前向声明。

输出：

C++ 友元函数

C++中的友元类

我们还可以使用 friend 关键字来创建友元类。

class Class1;
class Class2
{
  // Class1 is a friend class of Class2
     friend class Class1;
     .. .....
}
class Class1
{
   ....
}

在上述声明中，Class1被声明为Class2的友元类。在Class1中可以访问Class2的所有成员。

让我们通过一个例子来理解。

// C++ program to demonstrate the working of friend class
#include 
using namespace std;
// forward declaration
class ClassB;

class ClassA {
    private:
        int num1;

        // friend class declaration
        friend class ClassB;

    public:
        // constructor to initialize numA to 10
        ClassA()
        {
            num1 = 10; 
        }
};

class ClassB {
    private:
        int num2;

    public:
        // constructor to initialize numB to 1
        ClassB()
        {
            num2 = 1; 
        }

    // member function to add num1
    // from ClassA and num2 from ClassB
    int add() {
        ClassA objectA;
        return objectA.num1 + num2;
    }
};

int main() {
    ClassB objectB;
    cout << "Sum: " << objectB.add();
    return 0;
}

在上面的代码中，我们创建了两个类，分别命名为ClassA和ClassB。由于ClassA被声明为ClassB的友元类，所以ClassA可以访问ClassB的所有数据成员。在ClassB中，我们定义了一个函数add()，它返回num1和num2的和。由于ClassB被声明为ClassA的友元类，所以我们可以在ClassB中创建ClassA的对象。

输出

C++ 友元函数