友元分为：友元函数和友元类
友元提供了一种突破封装的方式，有时提供了便利。但是友元会增加耦合度（相互之间的联系，高内聚、低耦合。即把强相关的东西打包在一起，把不相关的东西令其各自不要产生影响）其破坏了封装，所以友元不宜多用。
1.友元函数
问题：现在我们尝试去重载operator<<，然后发现我们没办法将operator<<重载成成员函数。因为cout的输出流对象和隐含的this指针在抢占第一个参数的位置。this指针默认是第一个参数也就是左操作数了。但是实际使用中cout需要是第一个形参对象，才能正常使用。所以我们要将operator<<重载成全局函数。但是这样的话，又会导致类外没办法访问成员，那么这里就需要友元来解决。operator>>同理。
class Date {
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
:_year(year)
, _month(month)
, _day(day) {
}
// cout<<Date
ostream& operator<<(ostream& _cout) {
_cout << _year << '-' << _month << '-' << _day << endl;
return _cout;
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
int main() {
Date d;
d << cout; // 输出正确，但不符合编程习惯
system("pause");
return 0;
}
class Date {
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
:_year(year)
, _month(month)
, _day(day) {
}
// cout<<Date
//private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
void operator<<(ostream& _cout, Date& d) {
_cout << d._year << '-' << d._month << '-' << d._day << endl;
}
int main() {
Date d;
cout << d;
system("pause");
return 0;
}现在将其定义为全局函数，但是为了在类外访问私有成员，得将私有成员改为公有。并且无法连续输出。做一下修改，得让它返回输出流对象，即可进行连续输出：
ostream& operator<<(ostream& _cout, Date& d) {
_cout << d._year << '-' << d._month << '-' << d._day << endl;
return _cout;
}但目前数据成员公有，数据不安全，破坏封装。
友元函数可以直接访问类的私有成员，它是定义在类外部的普通函数，不属于任何类，但需要在类的内部声明，声明时需要加friend关键字。
class Date {
friend ostream& operator<<(ostream& _cout, Date& d);
friend istream& operator>>(istream& _cin, Date& d);
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
:_year(year)
, _month(month)
, _day(day) {
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& _cout, Date& d) {
_cout << d._year << '-' << d._month << '-' << d._day << endl;
return _cout;
}
istream& operator>>(istream& _cin, Date& d) {
_cin >> d._year >> d._month >> d._day;
return _cin;
}
int main() {
Date d;
cin >> d;
cout << d;
system("pause");
return 0;
}说明:
1）友元函数可访问类的私有成员，但不是类的成员函数，其不属于该类。
2）友元函数不能用const修饰。const用于修饰this指针，而友元函数不为类的成员函数，故没有this指针。需要采用显示的用对象进行访问。
3）友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制。不论在类public、private声明均可，不影响使用及访问权限，上述代码为private权限。
4）一个函数可以是多个类的友元函数。
5）友元函数的调用与普通函数的调用和原理相同
2. 友元类
友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的非公有成员。
class A; // 前置声明
class Date {
friend class A; // A为Date的友元类
public:
Date(int year = 1900, int month = 1, int day = 1)
:_year(year)
, _month(month)
, _day(day) {
}
private:
int _year;
int _month;
int _day;
};
class A {
public:
void fun1(Date& d1) { // A为Date的友元类，可以直接访问Date的私有成员
cout << d1._year << endl;
}
void fun2(Date& d1) {
cout << d1._month << endl;
}
private: // 与访问权限无关
void fun3(Date& d1) {
cout << d1._day << endl;
}
};1）友元关系是单向的，不具有交换性。
比如上述Time类和Date类，在Time类中声明Date类为其友元类，那么可以在Date类中直接访问Time类的私有成员变量，但想在Time类中访问Date类中私有的成员变量则不行。
2）友元关系不能传递
如果B是A的友元，C是B的友元，则不能说明C时A的友元。必须显示进行声明。
若想成为友元关系，必须显示进行声明。相当于你的朋友的朋友，不一定是你的朋友啊。