通过之前所学内容，我们知道，在c++中，由于类具有的封装性和信息隐藏的特性，所以我们访问私有成员时通常以类的成员函数作为接口，因为程序中的其他函数是无法访问类中的私有成员的；那么如果就是想要不采用这种方式，还有什么办法可以访问到类的私有成员呢？这就引出了本篇博客所讲的重点：友元
（一）友元函数
首先来看下面一段代码：
#include<iostream> using namespace std; #include<stdlib.h> class Date { public: Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) :_year(year) , _month(month) , _day(day) { cout << "Date()" << endl; } private: int _year;//年 int _month;//月 int _day;//日 }; //友元函数 //友元类 void Print(const Date&d) { cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl; } int main() { Date d1; Print(d1); system("pause"); return 0; } 此段代码中，我们在类外定义了Print()函数，试图通过它来访问类中的私有成员，由之前知识所学，显然这是编译不通过的。这里就不得不提到“友元”；
要点一：友元的概念--->
友元是一种说明在类体内的非成员函数，为了与该类的成员函数加以区别，在说明时前面加上关键字friend。
要点二：
1 . 友元函数不是类的成员函数。 2 . 友元函数可以通过对象访问所有成员，私有和保护成员也一样。
要点三：友元的两大分类--->
1.友元函数
2.友元类
综上，这里要想编译通过，我们可以在类中声明Print（）是友元函数，即
friend void Print(const Date&d); （二）友元类首先来看下面一段代码：
class Time { //friend class Date; private: int _hour; }; class Date { friend void Print(const Date&d); public: Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) :_year(year) , _month(month) , _day(day) { cout << "Date()" << endl; } void Display() { cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; cout << _t._hour << endl; } private: int _year;//年 int _month;//月 int _day;//日 Time _t; }; //友元函数 //友元类 void Print(const Date&d) { cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl; } int main() { Date d1; Print(d1); return 0; }在此段代码中，我们定义了两个类：分别为Time类和Date类，并且在Date类中的Display函数试图去访问Time类中的私有成员_hour;显然是不成功的
同样，要想在Date类中访问Time类中的私有成员，必须在Time类中声明Date类是其的友元类，即：
class Time { friend class Date; private: int _hour; };----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
下来我们再来看一个问题：输入，输出运算符的重载（还是以上面的代码为例，只不过在main函数中稍作改动,试图输出对象d1中的所有成员变量：_year、_month、_day、_hour）事实证明这样是不可行的
int main() { Date d1(2016,12,31); d1.Display(); cout << d1<<endl;;//d1.operator(cout); return 0; }这里我们就必须对“<<”运算符进行重载，即：
public: void operator<<(const ostream &out) { out << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; } int main() { Date d1(2016,12,31); d1.Display(); cout<<d1; return 0; } 但是这里依然有一个问题，编译不通过实际上cout<<d1;这句应该反着写，即改为d1<<cout;我们知道运算符的重载，在实际调用“运算符重载函数”时，都会转换为 "对象.operator"的形式，此处传递的第一个参数为对象d1的地址，第二个参数为cout;然后调用operator函数时，&d1传递给了this指针，cout传递给了out（这里out就是cout的别名）具体如下图所示：
但是这里还是有错误，应该吧const去掉，即改为：
void operator<<( ostream &out) { out << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; } 这样，程序就完全正确了;附上最终修改正确的代码： class Time { friend class Date; public: Time(int hour=0) :_hour(hour) {} private: int _hour; }; class Date { friend void Print(const Date&d); public: Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) :_year(year) , _month(month) , _day(day) { cout << "Date()" << endl; } void Display() { cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; cout << _t._hour << endl; } void operator<<( ostream &out) { out << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; } private: int _year;//年 int _month;//月 int _day;//日 Time _t; }; void Print(const Date&d) { cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl; } int main() { Date d1(2016,12,31); d1.Display(); d1 << cout; return 0; }但是，仔细看我们发现main（）函数中的d1<<cout很别扭，按平常的书写习惯都是cout<<d1;这样来的，而由上边所讲此处cout<<d1;是编译不通过的。那么要想既保持这样的书写格式，又想要编译通过该怎么办呢？
在上面的代码中，我们把“输出运算符的重载”写在了类中，相当于是类的成员函数，可以访问私有成员；在main函数中调用时，传参时都会传递一个隐含的this指针；这里我们还有一种方法可以访问私有成员：把“输出运算符的重载”不定义在类中，而是定义在类外，写成全局的；然后再在类中声明为友元函数。即如下：
//Date类中声明"<<的重载"为友元函数 class Date { friend void operator<<(ostream &out, const Date&d); }; //类外定义"输出运算符<<"的重载 void operator<<( ostream &out,const Date&d) { out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl; } //注意main函数部分对“<<”的调用 int main() { Date d1(2016,12,31); d1.Display(); operator<<(cout, d1); return 0; }---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------依旧贴上完整版修改过的源代码：
class Time { friend class Date; public: Time(int hour=0) :_hour(hour) {} private: int _hour; }; //Date类中声明"<<的重载"为友元函数 class Date { friend void Print(const Date&d); friend void operator<<(ostream &out, const Date&d); public: Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1) :_year(year) , _month(month) , _day(day) { cout << "Date()" << endl; } void Display() { cout << _year << "-" << _month << "-" << _day << endl; cout << _t._hour << endl; } private: int _year;//年 int _month;//月 int _day;//日 Time _t; }; //类外定义"输出运算符<<"的重载 void operator<<( ostream &out,const Date&d) { out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl; } void Print(const Date&d) { cout << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl; } //注意main函数部分对“<<”的调用 int main() { Date d1(2016,12,31); d1.Display(); operator<<(cout, d1); return 0; } 这里operator<<(cout,d1)也可以写成cout<<d1;看起来更符合平常的编程书写习惯。而有时我们需要连续输出(cout<<d1<<d2;)的时候怎么办呢？
这里就要注意了，当写成cout<<d1<<d2;时编译是不会通过的，为什么？这里就牵扯到了我们之前讲“运算符重载的返回值 为什么不是void”谈到到的一个问题--->链式赋值。这里其实道理是一样的：当输出一个的时候，没有返回值不存在任何问题，但是当连续输出的时候前一个的返回值必须为cout,也就是编译器调用operator函数后只有返回的是cout，才能进行后边的cout<<d2;
所以代码部分也应该做相应的修改：
//Date类中友元函数的声明 class Date { //friend void operator<<(ostream &out, const Date&d); friend ostream& operator<<(ostream &out, const Date&d); }; //类外定义"输出运算符<<"的重载，注意这里的返回值不再是void ostream& operator<<( ostream &out,const Date&d) { out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl; return out; } //注意main函数部分对“<<”的调用,连续输出 int main() { Date d1(2016,12,31); Date d2; d1.Display(); cout << d1<<d2; return 0; } 同理：“输入运算符>>的重载”也是把它定义在类外，然后再在类中声明为友元函数就可以。注意：第二个参数不能用const修饰，因为这样输入的东西就不能被改了 //在类中声明为友元函数 class Date { friend istream& operator>>(istream &in, Date&d); }; istream& operator>>(istream &in, Date&d) { cout << "请依次输入年月日：" ; in >> d._year >> d._month >> d._day; return in; } int main() { Date d1(2016, 12, 31); Date d2; d1.Display(); cin >> d1 >> d2; cout << d1 << d2; system("pause"); return 0; } 运行结果：------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
综上，总结：
（1）对于运算符的重载，我们可以写在类里面。但是这样很不方便，因为调用时对象就得写在前面，如：d1<<cout;看起来很别扭，不符合我们的使用习惯
（2）为了让可读性变得更好，还有一种方法：写在类外面，作为全局的。但是这样又会出现一个问题：不能用对象直接去访问类中的成员变量；解决办法就是：在类中声明为友元就可以了
