C++ 友元函数详解：友元函数在不同编译单元的使用？

友元函数允许函数访问其他类的私有成员。当友元函数和它访问的类不在同一编译单元中时，有两种场景：友元函数声明在头文件中：友元函数的声明位于类的头文件中，类的定义位于不同的源文件中，友元函数可以访问私有成员。友元函数声明在源文件中：友元函数的声明和定义都位于独立的源文件中，在头文件中需要声明友元函数，然后才能在其他编译单元中使用它。

C++ 友元函数详解：友元函数在不同编译单元的使用

友元函数是 C++ 中一种特殊类型的函数，它可以访问其他类的私有成员。这允许友元函数执行其他类无法执行的操作，例如修改 private 数据或调用 private 方法。

不同编译单元中的友元函数

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当您将代码组织到不同的编译单元（例如源文件或头文件）时，友元函数的使用会变得更加复杂。要使友元函数能够访问另一个类的私有成员，该类必须在友元函数声明之前声明。

如果友元函数和它访问的类不在同一编译单元中，则存在两种不同的场景：

场景 1：友元函数声明在头文件中

在这种情况下，友元函数的声明位于类的头文件中，而该类的定义则位于不同的源文件中。这是最常见的情况：

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// header.h
class MyClass {
    // ...
    friend void myFriendFunction();
};

// source.cpp
#include "header.h"
void myFriendFunction() {
    MyClass obj;
    // 可以访问 MyClass 的 private 成员
    obj.privateMember = 10;
}

场景 2：友元函数声明在源文件中

在这种不太常见的情况下，友元函数的声明和定义都位于单独的源文件中：

// class.cpp
class MyClass {
    // ...
    friend void myFriendFunction();
};

// friend.cpp
#include "class.h"
void myFriendFunction() {
    MyClass obj;
    // 可以访问 MyClass 的 private 成员
    obj.privateMember = 10;
}

对于场景 2，还需要在头文件中声明友元函数，以便在其他编译单元中使用：

// header.h
class MyClass;  // 前向声明
extern void myFriendFunction();

实战案例

考虑以下使用友元函数操作私有成员的示例：

#include 

class MyClass {
    int privateMember;
public:
    MyClass(int val) : privateMember(val) {}
    friend void printPrivate(MyClass& obj);
};

void printPrivate(MyClass& obj) {
    std::cout << "Private member: " << obj.privateMember << std::endl;
}

int main() {
    MyClass obj(10);
    printPrivate(obj);  // 可以访问 privateMember

    return 0;
}

在这个例子中，printPrivate() 友元函数可以访问 MyClass 的私有成员 privateMember，并将其打印到控制台。

注意事项

• 友元函数应谨慎使用，因为它会破坏类封装。
• 仅在真正需要访问私有成员时才使用友元函数。
• 清楚地记录友元函数的目的和用法。