C++中的friend函数详细解析

friend是C++语言中的一个关键字，用于在一个类中声明其它类或者函数成为友元，可以让友元类或者友元函数能够访问本类的私有成员。friend也是一个强大的功能，但是使用不当可能打破了类的封装性。

基本语法

在C++中，使用friend关键字声明一个友元类或者友元函数，例如：

class MyClass{
private:
    int x;
public:
    friend void friendFunction(MyClass obj);  //声明友元函数
    friend class FriendClass;  //声明友元类
};

使用friend关键字声明的类或者函数，在访问MyClass的私有成员时，不再受到访问限制。

友元函数

友元函数是一个非成员函数，但可以访问定义类的非公有成员。下面是一个简单的示例：

#include<iostream>
using namespace std;

class Box{
    private:
        double length;
    public:
        Box(double len){
            cout<<"构造函数调用"<<endl;
            length = len;
        }
        double getVolume(void){
            return length * length * length;
        }
        friend void printVolume(Box box);
};

void printVolume(Box box){
    cout<<"Box 的容积是："<<box.getVolume()<<endl;
}

int main(){
    Box box(3.0);
    printVolume(box);
    return 0;
}

这个例子中，Box类有私有成员length和一个公有函数getVolume，友元函数printVolume调用了函数getVolume。

友元类

被声明为友元的类，可以访问另一个类的所有成员。下面是一个示例：

#include<iostream>
using namespace std;

class Box{
    friend class BigBox;  //声明BigBox类为Box类的友元
    private:
        double length;
    public:
        Box(double len){
            cout<<"构造函数调用"<<endl;
            length = len;
        }
        double getVolume(void){
            return length * length * length;
        }
};

class BigBox{
    public:
        double getLength(Box box){
            return box.length;
        }
        void setLength(Box& box, double len){
            box.length = len;
        }
};

int main(){
    Box box(3.0);
    BigBox bigBox;
    cout<<"Box的长度是："<<bigBox.getLength(box)<<endl; 
    bigBox.setLength(box, 4.0);
    cout<<"Box的长度是："<<bigBox.getLength(box)<<endl; 
    return 0;
}

这个例子中，BigBox类被声明为Box类的友元类。因此，BigBox类可以访问Box类的所有成员，包括私有成员length。在main函数中，可以看到BigBox类通过getLength和setLength函数分别获取和修改Box类对象的私有成员length的值。

以上是关于C++中的friend函数的详细解析，友元函数和友元类都是一种强大的工具，但是在使用时需要慎重，避免打破类的封装性。