1.87、解释什么是友元类（friend class）或友元函数（friend function）

友元函数（friend function）

• • 定义：友元函数不是类的成员函数，但被类声明为友元后，拥有访问该类所有成员（包括private和protected）的权限。
• • 声明方式：在类内部使用friend关键字声明该函数。
• • 用途：常用于实现需要访问类内部状态但不适合成为成员函数的操作，比如重载某些运算符、辅助函数等。
• • 特点：
  • • 不是类的成员函数，没有this指针。
  • • 可以访问类的所有成员。
  • • 可以是普通函数、函数模板、类的成员函数等。
  • • 需要在类定义中声明，但函数体一般定义在类外。
• • 示例：

class A {
private:
    int x;
public:
    A(int val) : x(val) {}
    friend void showX(const A& a);  // 友元函数声明
};

void showX(const A& a) {
    std::cout << "x = " << a.x << std::endl;  // 访问私有成员
}

友元类（friend class）

• • 定义：当一个类被另一个类声明为友元类时，友元类的所有成员函数都可以访问该类的私有和保护成员。
• • 声明方式：在类内部使用friend class 类名;声明。
• • 用途：适用于两个类之间关系非常紧密，需要互相访问内部实现细节的场景，比如设计辅助类、管理类等。
• • 特点：
  • • 友元关系是单向的，被友元类可以访问声明它为友元的类的私有成员，但反之不成立。
  • • 友元关系不具有继承性和传递性。
• • 示例：

class B;  // 前向声明

class A {
private:
    int data;
public:
    A() : data(42) {}
    friend class B;  // 声明B为友元类
};

class B {
public:
    void showData(const A& a) {
        std::cout << "A::data = " << a.data << std::endl;  // 访问A的私有成员
    }
};

面试考察重点

• • 理解友元不是成员，但享有访问权限，打破封装的“例外”机制。
• • 友元关系的单向性，即友元类/函数可以访问被友元类的私有成员，但反过来不成立。
• • 友元关系的非继承性和非传递性，即友元不会自动传递给派生类或其他类。
• • 合理使用友元的设计原则，避免过度破坏封装，保持代码模块性和维护性。
• • 区别友元函数和成员函数的访问权限和调用方式。
• • 熟悉友元函数定义可以放在类内或类外，但友元函数本质是非成员函数。
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