C++友元函数定义在类内和类外为何出现不同编译结果

这是C++标准中友元函数名字查找规则导致的正常现象：

1. 隐藏友元的查找限制
   C++规定：在类内部直接定义的友元函数属于「隐藏友元」，不会将函数名主动引入到类所在的外围命名空间（此处为全局命名空间），默认只能通过实参依赖查找（ADL） 找到该函数。
   你调用HHMM(123)时传入的参数是int类型的字面量，int是内置类型，没有关联的类或命名空间，无法触发ADL，因此编译器会报HHMM未定义的错误。
2. 类外定义可正常运行的原因
   当你仅在类内做友元声明、函数体放到类外定义时，类外的定义会将HHMM的名字引入全局命名空间，编译器在全局作用域做普通名字查找时就能匹配到该函数，因此可以正常编译。
3. 同是类内定义的友元operator<<可正常使用的原因
   调用operator<<时，传入的参数包含Clock类的对象，会触发ADL，编译器会主动到Clock类的作用域内查找匹配的运算符重载，因此可以找到类内定义的友元operator<<。

• 方案1：保持第一种写法，友元仅在类内做声明，函数体放到类外部定义
• 方案2：如果要把HHMM的函数体放在类内定义，需要提前在全局作用域声明该函数，示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

// 提前前向声明Clock类和HHMM函数
class Clock;
Clock HHMM(int hhmm);

class Clock
{
    friend ostream& operator<<(ostream& os, const Clock& c)
    {
        return os << c.hour << " hr. " << c.minute << " min. ";
    };
    // 类内定义友元，因为已经有全局声明，所以可以被正常查找
    friend Clock HHMM(int hhmm) {
        return Clock(hhmm / 100, hhmm % 100);
    };

public:
    Clock() : hour(0), minute(0) { }

    static Clock minutes(int m)
    {
        return Clock(m / 60, m % 60);
    }
private:
    int hour, minute;
    Clock(int h, int m) : hour(h), minute(m) { }
};

int main()
{
    Clock c1; // 0:00
    Clock c2 = HHMM(123); // 1:23
    Clock c3 = Clock::minutes(123); // 2:03
    cout << c1 << endl;
    cout << c2 << endl;
    cout << c3 << endl;
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者김택정