你有沒有想過，爲什麼有時候普通函數不能直接訪問一個類的“私有”成員呢？比如，一個類裏藏着一些私密數據（比如private成員），如果想讓外部的函數看看這些數據，該怎麼實現？這時候，C++的友元函數就能幫上忙了！
一、什麼是友元函數？¶
友元函數是一種特殊的函數，它可以突破類的訪問權限限制，直接訪問類的私有（private）或保護（protected）成員。簡單來說，它就像一個“臨時訪客”，被允許進入類的內部“查看”私密信息。
二、爲什麼需要友元函數？¶
正常情況下，類的私有成員只能被類的成員函數（public或private成員函數）訪問。如果我們想讓外部的普通函數（比如全局函數）也能訪問這些私有成員，直接訪問會報錯。這時候，友元函數就派上用場了。
三、友元函數的聲明與定義¶
要使用友元函數，需要分兩步：聲明和定義。
1. 聲明友元函數¶
在類的定義中，用 friend 關鍵字聲明友元函數。語法格式如下：
class 類名 {
// 其他成員...
friend 返回類型 函數名(參數列表); // 聲明友元函數
};
friend關鍵字告訴編譯器：這個函數是“外部的”，但可以訪問當前類的私有成員。- 聲明的位置可以在類的任意部分（
public、private或protected），但通常放在public部分更清晰。
2. 定義友元函數¶
友元函數不是類的成員函數，因此定義時不需要加類名和作用域（::）。直接在類外定義即可：
返回類型 函數名(參數列表) {
// 函數體，可訪問類的私有成員
}
四、友元函數的調用方式¶
友元函數本質是普通函數，調用時直接寫函數名，傳參即可，無需通過類對象調用（不像類的成員函數需要用 對象.函數() 調用）。
例如，若類 Person 有一個友元函數 showPersonInfo，調用方式爲：
Person p("Alice", 20);
showPersonInfo(p); // 直接調用，無需 p.showPersonInfo()
五、示例：用友元函數訪問私有成員¶
讓我們通過一個簡單例子理解友元函數的使用：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
// 定義一個 Person 類
class Person {
private:
string name; // 私有成員：姓名
int age; // 私有成員：年齡
public:
// 構造函數，初始化私有成員
Person(string n, int a) : name(n), age(a) {}
// 聲明友元函數：允許外部函數 showPersonInfo 訪問 name 和 age
friend void showPersonInfo(Person p);
};
// 定義友元函數：showPersonInfo
void showPersonInfo(Person p) {
// 直接訪問 Person 的私有成員 name 和 age
cout << "姓名：" << p.name << "，年齡：" << p.age << endl;
}
int main() {
Person alice("Alice", 20);
showPersonInfo(alice); // 調用友元函數，輸出信息
return 0;
}
輸出結果：
姓名：Alice，年齡：20
關鍵點解析：¶
showPersonInfo被聲明爲Person的友元函數，因此可以直接訪問p.name和p.age。- 如果沒有
friend聲明，showPersonInfo直接訪問p.name會報錯（私有成員不可被外部函數訪問）。
六、友元函數的特性¶
-
單向性：友元關係是單向的。例如，
Person聲明showPersonInfo爲友元，僅表示showPersonInfo能訪問Person的私有成員，而Person的成員函數不能自動訪問showPersonInfo的成員。 -
非對稱性：如果
A類聲明B類的成員函數爲友元，那麼B類的成員函數可以訪問A的私有成員，但A的成員函數仍需通過顯式調用B類的方法來訪問B的成員（除非B也聲明A的成員函數爲友元）。 -
無
this指針：友元函數不是類的成員函數，因此沒有this指針。訪問類的成員時，必須通過參數傳遞的對象/指針來訪問（例如p.name而不是name）。
七、注意事項¶
- 慎用友元函數：過度使用友元會破壞類的封裝性，導致代碼難以維護。僅在必要時（如簡化外部函數訪問類內部數據）使用。
- 友元關係不繼承：如果類
A是類B的友元，那麼A的子類不一定是B的友元。 - 友元函數可以是多個類的友元：一個函數可以同時聲明爲多個類的友元，只需在每個類中分別用
friend聲明。
總結¶
友元函數是 C++ 中一種靈活的特性，允許外部函數臨時訪問類的私有成員。它的核心作用是簡化代碼（避免寫大量 getter/setter 函數），但需注意適度使用以保持類的封裝性。掌握友元函數後，你可以更高效地處理需要跨類數據訪問的場景！