无参友元函数需在main前定义才可调用？其他友元函数为何无此问题

将如下代码中，无参友元函数thisYear()定义在main函数之后时，调用会报“未在作用域中声明”的错误；但将其移至main函数前则可正常输出预期内容。而带参数的友元函数nextDay、nextMonth、nextYear定义在main函数之后却不受影响，请问这是为什么？

代码示例：

class Date{
    private:
        int day, month, year;

    public:
        Date() {day = 1; month = 1; year = 2023;}

        Date(int d = 4, int m = 11, int y = 2023){
            day = d;
            month = m;
            year = y;
        }

        void setYear(int y){year = y;}

        void print() const{
            cout << day << "/" << month << "/" << year << endl ;
        }

        friend void nextDay(Date d);
        friend void nextMonth(Date &d);
        friend void nextYear(Date *d);
        friend void thisYear();
};

int main(){
    // other code

    thisYear();

    return 0;
}

void nextDay(Date d) {d.day++;}
void nextMonth(Date &d) {d.month++;}
void nextYear(Date *d) {d->year++;}
void thisYear() {cout << "The current year is 2023" << endl;}

原因分析 #

这个差异的核心是C++函数声明的可见性规则，以及友元声明的特殊处理逻辑：

• 带参友元函数的隐式声明
  对于nextDay(Date d)这类带参数的友元函数，当你在Date类里声明它为友元时，参数里用到了当前已经定义的Date类型。编译器会自动把这个友元声明当作该函数的全局声明，相当于在类外部提前告诉编译器“有这么个函数存在”。所以main函数调用时，能找到函数的声明，后续在main之后的定义只是补全实现，不会影响调用的合法性。

• 无参友元函数的声明限制
  而thisYear()是无参函数，它的友元声明friend void thisYear();只会在Date类的内部作用域生效，全局作用域里并没有这个函数的声明。当main函数调用thisYear()时，编译器在全局范围内找不到它的声明，自然会报错“未在作用域中声明”。
  解决这个问题的办法要么把thisYear()的定义移到main之前（定义本身也是声明），要么在Date类外部、main之前单独加一句void thisYear();的声明。

简单说：带参友元因为参数依赖当前类，编译器自动帮你做了全局声明；无参友元没这个待遇，必须手动给全局作用域提供声明，或者把定义放在调用前面。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kat