C++友元函數詳解

友元函數是C++中非常重要的一個概念，能夠提高程序的執行效率和靈活性。那麼，為了更好地了解友元函數，我們需要從以下幾個方面對其進行詳細地闡述。

一、友元函數介紹

友元函數是指在類中定義的非成員函數，該函數能夠訪問類中的所有成員。

    class A {
    private:
        int num;
    public:
        friend int B(A obj);
    };
    
    int B(A obj) {
        obj.num = 10;
        return obj.num;
    }

上述代碼中，類A中的成員變量num被聲明為private，即不能從類外訪問。但是，友元函數B卻可以訪問num，並將其賦值為10。這是友元函數的作用所在。

二、友元函數的調用方式

友元函數有兩種調用方式，分別是普通函數調用和對象函數調用。

1. 普通函數調用

普通函數調用只需要調用函數名即可，不需要使用對象。

    int main() {
        A a;
        int res = B(a);
        cout << res << endl;
    }

2. 對象函數調用

對象函數調用需要使用一個對象來調用友元函數。

    int main() {
        A a;
        int res = a.B();
        cout << res << endl;
    }
    int A::B() {
        num = 10;
        return num;
    }

上述代碼中，我們將友元函數B改寫為了成員函數B。使用對象調用函數時，需要在函數名前加上類名。

三、友元函數的優缺點

友元函數具有以下優點：

1. 可訪問私有成員

當需要訪問類中的私有成員時，可以使用友元函數，避免需要定義一堆訪問函數來訪問私有成員。

2. 提高執行效率

當需要將一個對象的多個成員變量傳遞給函數時，如果不使用友元函數，需要對每個成員變量都進行一次拷貝構造函數的調用，執行效率會降低。但是使用友元函數可以只進行一次拷貝而提高執行效率。

友元函數也存在以下缺點：

1. 破壞了封裝性

使用友元函數可以訪問類中的私有成員，這會破壞類的封裝性。

2. 可能引起安全問題

由於友元函數可以訪問類中的所有成員，所以在使用友元函數時需要注意可能引起的安全問題。

四、友元類

友元類是指在類中定義的非成員類，該類能夠訪問類中的所有成員。

    class A {
    private:
        int num;
        friend class B;
    };
    
    class B {
    public:
        void func(A obj) {
            obj.num = 10;
            cout << obj.num << endl;
        }
    };

在上述代碼中，類A中的成員num被聲明為private，但是類B被聲明為A的友元類，所以類B可以訪問A中的所有成員。在B的func函數中，我們將obj.num賦值為10，並輸出10。

五、總結

本篇文章主要介紹了C++中友元函數的概念和使用，以及友元函數的調用方式、優缺點和友元類。友元函數和友元類可以提高程序的執行效率和靈活性，但是需要注意破壞封裝性和可能引起的安全問題。