由于C++控制了对类对象的访问（例如不允许访问私有成员）。于是，通常公有类方法（例如：成员函数）提供唯一的访问途径。
这样保护了私有成员，但同时又因为这种限制太严格，以致于不适合特定的编程问题。
在这种情况下，C++提供了另外一种形式的访问权限：友元。
友元有三种：
①友元函数；
②友元类；
③友元成员函数。
通过让函数成为类的友元，可以赋予该函数与类的成员函数具有相同的访问权限（例如可以访问、修改私有成员）。
为什么需要友元函数：
以类成员函数为例：
Skill Skill::operator+(const Skill&b)const
{
Skill another;
another.name = name; //名字延续加号前的
another.jilv = (jilv + b.jilv)*1.25; //几率为两个几率之和，乘以1.2
if (another.jilv > 100)another.jilv = 100; //如果几率大于100，则为100
another.dam = dam + b.dam*0.5; //伤害为第一个伤害加上第二个伤害的一半
return another; //返回对象（不是引用）
}
这个函数是运算符重载，重载对象是加号。本函数如果修改，有以下可能性：
①当我们面对2个类对象时，使用本函数正常；
②当我们遇见一个类对象，一个基本类型的变量时（例如int a），并且类对象处于加号之前，也简单。将参数换位const int a，然后函数内部代码按正常情况修改即可；
③遇见2个基本类型变量，是无法使用运算符重载的，忽视这种可能；
④遇见一个类对象，一个基本类型变量（例如int a），但此时，基本类型处于加号之前。也就是 对象 + a 变为 a + 对象 这种形式。
按照正常思维，根据加法交换律，这两个相加应该没什么区别。但事实上我们知道，由于运算符重载，在有②号情况函数在的时候，前者可以运行，但后者无法运行（因为没有对应的函数调用）。
这样从逻辑上来讲没什么问题（这里的加号的作用不是面对2个算数值的加号作用），但是这样很不方便。因为这强迫程序员在码代码的时候，必须加号前面是对象，后面是基本类型。换一句话说，不友好。
那么我们在类的成员函数里再加一个运算符重载函数？并不可行。原因在于，类对象位于加号前面时，是作为对象调用运算符重载函数。而一个基本类型位于加号前面时，是无法调用类成员函数的。即对象+a的实质是：
对象.Skill::operator+(const int a)const
我们显然不能书写成：a.Skill::operator+(const Skill&b)const 这种形式，因为a根本不算类对象（他是基本类型）。
但我们的确需要一个运算符重载函数，那么我们写成一般函数？例如：
Skill operator+(const Skill&b)
{
...
}
即参数是skill对象，返回值也是一个skill类对象。
问题来了（1）int a在哪里？在函数定义里如何书写？
（2）因为他不在类成员函数里，那么b.dam这样的调用自然也是不行的（因为只有在成员函数内才能访问私有成员）；
对第（1）个问题很简单，把int a加到参数里，第一个参数表示加号前面的数字。例如：Skill operator+(int a,const Skill&b);
对于第二个问题，便只能启用友元函数这个概念了。
友元函数：
①函数原型位于类的公有成员（public）处进行声明；
②函数原型前加friend，函数定义中不加friend；
③函数定义前，不加类的定义域解析运算符（例如Skill::这样的，不加）；
④重载的运算符使用哪个友元函数，根据对象的类来决定（例如有两个类，Skill和Player，当调用不同的参数时，编译器会根据运算符重载的几个重载函数，来进行重载函数的参数匹配，寻找到参数类型相符的函数（重载函数的调用，是根据参数的匹配程度来决定的）。
如代码：
#include<iostream>
class Skill
{
int a;
public:
Skill(int b = 1) { a = b; }
int operator+(const int b)
{
return a + b;
}
friend int operator+(int a, Skill b); //注意，返回值是a+skill类的私有成员a的和。另外，这里要加friend，但函数定义的时候不加
};
class Player
{
int a;
public:
Player(int b = 5) { a = b; };
int operator+(const int b)
{
return a + b;
}
friend int operator+(int a, Player b); //注意，返回值是a+player类的私有成员a的和
};
int main()
{
using namespace std;
Skill m;
Player n; //这2个的默认构造函数给私有成员赋的值是不一样的，所以最后体现是在使用运算符之后的返回值是不同的
cout << "m + 5 = " << m + 5 << endl;
cout << "5 + m = " << 5 + m << endl;
cout << "n + 5 = " << n + 5 << endl;
cout << "5 + n = " << 5 + n << endl;
system("pause");
return 0;
}
int operator+(int a, Skill b) //注意，这里不加friend
{
return a + b.a;
}
int operator+(int a, Player b)
{
return a + b.a;
}
显示：
m + 5 = 6 5 + m = 6 n + 5 = 10 5 + n = 10 请按任意键继续. . .
总结：
①通过使用运算符重载，使得m+5和5+m这样的效果是一样的；
②另外，由于使用了2个友元函数，分别是不同类的友元，于是使用运算符时，会根据类，调用不同的友元函数（而不是调用相同的友元函数）；
③如果已经有一个 对象+基本类型 这种形式的运算符重载了，也可以通过一个友元函数，在函数内部，交换参数位置，把 基本类型+对象 变为 对象+基本类型 这样，则可以使用已有的运算符重载。
例如：
#include<iostream>
class Skill
{
int a;
public:
Skill(int b = 1) { a = b; }
int operator+(const int b)
{
return a + b;
}
friend int operator+(int a, Skill b); //这里是友元重载函数
};
int main()
{
using namespace std;
Skill m;
cout << "m + 5 = " << m + 5 << endl;
cout << "5 + m = " << 5 + m << endl;
system("pause");
return 0;
}
int operator+(int a, Skill b)
{
return b+a; //把a+b转换为b+a，于是b+a调用类方法中的重载运算符了
}
④能不能使用模板类，作为友元函数，不是很清楚，存疑。
直接使用经试验是不可行的，如：
friend template<class xx, class yy>int operator+(xx , yy )
{
return b + a;
}
无论是像上面这样写（把函数定义放在类的public中）或者是用template<class xx, class yy>int operator+(xx , yy )替换int operator+(int a, Skill b)都是不行的，编译器提示不允许使用template
常用的友元：重载<<运算符
首先，我们知道，<<是一个运算符，且他可以被重载。
其次，我们知道，一般我们这么用cout<< abc；于是，运算符前面有cout，后面有变量abc。就像使用加法运算符重载一样，我们可以仿照着去写。
于是有了友元函数（假如是Skill类）：
friend void operator<<(std::ostream& os, const Skill&b); //函数原型
其中，cout是ostream类我们是知道的（在模板时用过，输出到文件或者屏幕），第二个参数是Skill类的引用，被const限定（因此不能被修改）。我们也是知道的。
于是，可以将其放在Skill类的public里作为Skill类的友元函数。
我们编写定义（假设Skill类有两个私有成员，分别是string name和int combat）：
void operator<<(std::ostream &os, Skill & b)
{
os << "name:" << b.name << " , combat is " << b.combat << std::endl;
}
注意，这里要加std:: 因为是ostream类在名称空间std之中。
于是我们可以敲代码：
Skill m;
cout << m;
调用了友元函数，搞定。
但假如因为实际需要，没有在运算符重载的函数定义里的最后输出<<std::endl;
那么在实际使用之中，我们要换行的话，就得这么输入cout<<m<<endl;
似乎这样应该是可以的？
但并不是这样。
原因在于：
<<本身面对cout时，已经被运算符重载了。我们实际经验来看，cout可以输出int，double，long，string类，char类等。
之所以能输出这些，是因为在ostream类中，有所有基本类型的<<运算符重载。
也就是说，就像我们在Skill类进行了<<对skill类的运算符重载一样，ostream类也对<<对所有基本类型进行了运算符重载。
而string类虽然不是基本类型，但是我们也可以像使用基本类型那样，对string类对象进行cout来输出，这说明，string类也进行了<<运算符重载。
运算符重载的实质，是调用函数。
例如对Skill类的对象m使用cout<<m;
实质上是调用了函数operator<<(cout, m);这个函数。
这个函数会输出一段文字，于是cout<<m便输出了cout和m作为参数时输出的文字。
了解了这个实质的前提下，我们又知道，程序是从左往右运行的（在优先级相同的情况下）。那么cout<<m<<endl; 就变成了（operator<<(cout, m)）<<endl;
endl能直接使用么？显然不行，我们需要换行的时候，一般是这么输入：cout<<endl;
而void operator<<(std::ostream &os, Skill & b)这个函数，是无返回值的，因此不能与<<endl;使用。
（注1：<<运算符最初的目的不是输出，而是C和C++的位运算符，将值中的位左移）
（注2：就像我们不能直接用<<endl一样，并没有这样的运算符重载。注意，运算符在使用时，有一个规则是不能违反原来的使用，例如<<必然是左右两个，+的左右也必然是两个，而不是说+a这样使用）
于是，给<<这个运算符重载一个返回值，且这个返回值是ostream类，那么我们就可以继续愉快的使用了。
即std::ostream & operator<<(std::ostream &os, Skill & b)
这样。他返回了一个ostream类引用。
另外，不要加const ，推测是因为没有const ostream&的重载函数。
然后新的<<运算符重载定义是：
std::ostream& operator<<(std::ostream &os, Skill & b)
{
os << "name:" << b.name << " , combat is " << b.combat << std::endl;
return os; //输入什么类型的ostream类对象，就输出什么对象
}
如代码：
#include<iostream>
#include<string>
class Skill
{
std::string name;
int combat;
public:
Skill(std::string na= "迪克",int b = 1) { name = na;combat = b; } //默认构造函数
friend std::ostream& operator<<(std::ostream &os, Skill & b);
};
int main()
{
using namespace std;
Skill m;
Skill n("李察", 10);
cout << m << endl << n << endl; //因为返回os，所以在遇见非Skill类时，使用ostream类自己定义的运算符重载
system("pause");
return 0;
}
std::ostream& operator<<(std::ostream &os, Skill & b)
{
os << "name:" << b.name << " , combat is " << b.combat;
return os; //输入什么类型的ostream类对象，就输出什么对象
}
显示：
name:迪克 , combat is 1 name:李察 , combat is 10 请按任意键继续. . .
一切正常。
看到这里，好像友元函数说着说着就又跳到运算符重载了。
但再次强调，友元函数的存在意义，就是让运算符的第一个参数，可以是非类的成员。例如cout、int等，都不是Skill类的成员，如果不使用友元函数，那么是无法进行运算符重载的。
回过头来重看友元函数的存在意义和不使用友元函数的后果：
①不使用友元函数则不能调用类的私有成员（友元函数的访问权限同类的成员函数）；
②不使用友元函数不能让非类成员在运算符前面，原因看③和④；
③当类成员在运算符前面时，调用的是运算符重载函数，在后面的作为运算符重载的参数，如：Skill Skill::operator+(const Skill&b)const
④当非类成员在运算符前面时，无法调用类成员函数——因为很多是在ostream类定义的 (例如cout<<a;这段话的具体应用，应看下面，单纯看这段话是看不懂的) ，于是，他只能调用类外对应的函数重载了。但类是我们自己定义的，毫无疑问，比如ostream类并不知道我们说的是什么，因为他不认识我们自定义的类，所以无法输出，或者进行加减；
⑤因此，我们需要自定义一个运算符重载函数，让类对象作为参数，但是一般情况下，这个运算符重载函数是不能访问类对象的私有成员的，因此必须让他拥有能访问这个类对象私有成员的权限——也就是友元函数的意义。
关键：一个运算符时，在运算符前面的决定运算符重载函数的调用。
重载运算符：作为成员函数还是非成员函数：
现在有两种运算符重载的函数格式：（假设类为Player，类对象为m）
一种是面对成员函数的，例如： void operator+(int a);
一种是面对非成员函数的，例如：friend void operator +(int a, Player &b);
前者在调用时：m.operator +(int a); //一个参数，另一个为类对象被隐式的传递了
后者在调用时：operator +(int a, Player &b); //两个参数
什么时候调用非成员函数（友元函数）呢？三种情况：
①运算符有两个类对象，且都是同一个类。使用成员函数，且使用一个参数（我的编译器VS2015，提示成员函数的运算符重载函数只能使用一个参数）
③运算符有两个类对象时，且不是同一个类，那么不能使用即是成员函数，又是友元函数的形式（即是一个类的成员函数且是另一个类的友元函数，是不行的，至少我尝试了不行）。
但可以考虑使用 成员函数的返回值 的形式，变相得到我们需要的值。例如我们需要B类的私有成员aa，那么我们可以在A类的成员函数中，B类作为参数，函数定义中，使用B类能返回aa值的成员函数，从而得出结果。如代码：
#include<iostream>
class Player
{
int combat;
public:
Player() { combat = 5; }
int getcombat() { return combat; } //成员函数，返回值为私有成员的值
};
class Skill //因为Skill类的成员函数需要调用Player类，所以其必须在Player类的声明之后
{
int combat;
public:
Skill() { combat = 1; };
int operator +(Player& m);
};
int main()
{
using namespace std;
Skill m;
Player n;
cout << m + n << endl;
system("pause");
return 0;
}
int Skill::operator +(Player&m) //类对象作为参数，进行运算符重载
{
int q;
q = combat+m.getcombat(); //调用类方法getcombat()
return q;
}
③一个类对象和一个基本类型。
假如类对象在前，基本类型在后：一般使用成员函数（因为这样更简单），也可以使用友元函数，例如：friend int operator +(const Skill& m,const int b);但这样就相对复杂一些，个人觉得意义不大。
假如基本类型在前，类对象在后：只能使用友元函数。
