C++中，operator<重载为何可以写在类外面，而在类里为何要加friend?

重载运算符不需要一定是成员函数，以Person和<运算符为例，下列三种写法都是正确的

//  "a//作为成员函数重载（常见）
class Person{
	string name;
	int age;
public:
	Person(const char* name, int age):name(name),age(age){}
     bool operator<(const Person& b);

};
bool Person::operator<(const Person& b)
{
//作为成员函数时，*this即为左操作数a
...
}

//作为友元函数重载
class Person{
	string name;
	int age;
public:
	Person(const char* name, int age):name(name),age(age){}
     friend bool operator<(const Person& a,const Person& b);

};
bool operator<(const Person& a,const Person& b)
{
...
}

//作为普通函数重载（不推荐）
class Person{
public://注意，重载运算符为普通函数时，使用到的类成员必须为public
	string name;
	int age;
public:
	Person(const char* name, int age):name(name),age(age){}

};
bool operator<(const Person& a,const Person& b)
{
...
}

你可以不那样写,可以把它当作成员函数,加friend后只是为了说明了以下几点:

1. 该函数是外部的一个函数，非类的成员函数

2. 该函数内部使用该类的对象时可以访问该类的私有和保护成员

如果你把重载函数写成成员函数，而且是public属性,对于使用该操作符时其实没有差别,但是如果是保护或者私有,那么在外部你就不能使用该操作符了.以下是例子

class a

{

public:

    bool operator<(const Person& b){return true;}

};

a a1,a2;

bool bRet = a1 < a2 ; 正确

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class a

{

protected:

    bool operator<(const Person& b){return true;}

};

a a1,a2;

bool bRet = a1 < a2 ; 错误

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class a

{

public:

    friend  bool operator<(const Person& a,const Person& b);//加了friend表示该函数不是成员函数了,顺便说一下 你上面的例子中,既然加了friend就不能再这里实现,所以{ return true;}是错误的写法

};

bool operator<(const Person& a,const Person& b){return true;}

a a1,a2;

bool bRet = a1 < a2 ; 正确

------------------------------------------------------------------------------------------

class a

{

protect:

    friend  bool operator<(const Person& a,const Person& b);

    int a; // 假定下面的操作符要访问 保护成员变量a 如果是保护函数也一样

};

bool operator<(const Person& a,const Person& b){ return a.a > b.a;} //这里访问了保护成员a

a a1,a2;

bool bRet = a1 < a2 ; 错误 因为函数内部访问了 保护成员a

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class a

{

    friend  bool operator<(const Person& a,const Person& b);// 这里友元了操作符函数

protect:

    int a; // 假定下面的操作符要访问 保护成员变量a 如果是保护函数也一样

};

bool operator<(const Person& a,const Person& b){ return a.a > b.a;} //这里访问了保护成员a

a a1,a2;

bool bRet = a1 < a2 ; 正确,因为该操作符被类a友元了,所以即使内部访问了类的属性也正确

friend 声明该函数是类的友元，可以访问私有成员，用friend可以避免用类名加点调用函数，这比较麻烦，还有friend只能在类内，不能在类外再加，否则会报错