9.4　友元

    一般来说，类的公有成员能够在类外访问，私有的成员只能被类的其他成员函数访问。在C++中，可以定义友元，如果某一个函数定义为类的友元，则该函数就可以访问该类的私有成员，同时，也可以把一个类定义为另一个类的友元，本节将讨论友元函数和友元类的概念。

    9.4.1　友元的非成员函数

    如果在某个类的定义中用friend声明了一个外部函数（或者是其他类的函数成员，既可以是public型，也可以是private型）后，这个外部函数称为类的友元函数。

    友元函数声明的基本格式如下所示。

    friend函数原型；

    注意

    用下面的比喻形容友元函数可能比较恰当，将类比作一个家庭，类的private成员相当于家庭的秘密，一般的外人是不允许探听这些秘密的，只有friend（朋友）才有能力探听这些秘密。

    非成员形式的友元函数如代码9.4所示。

    代码9.4　友元之非成员函数NonMemberFriend

    ＜———————————————-文件名：point.h———————————————＞ 01　#include＜iostream＞ 02　using namespace std； 03　class point//point类定义 04　{ 05　private： 06　int x,y； 07　//友元函数的声明，声明位置没有关系，可以是public，也可是private 08　friend float dis（point＆p1，point＆p2）； 09　public： 10　point（int i=0，int j=0）//构造函数，带默认参数值 11　{ 12　x=i； 13　y=j； 14　} 15　void disp（）//成员函数 16　{ 17　cout＜＜"（"＜＜x＜＜"，"＜＜y＜＜"）"； 18　} 19　}； ＜————————————-文件名：example904.cpp——————————————-＞ 20　#include"point.h" 21　#include＜cmath＞//使用计算平方根的函数sqrt要用到的头文件 22　int main（） 23　{ 24　point p1（1，2），p2（4，5）；//声明两个point类的对象p1和p2 25　p1. disp（）；//显示点p1的信息 26　cout＜＜"与"； 27　p2. disp（）；//显示点p2的信息 28　cout＜＜"距离="＜＜dis（p1，p2）＜＜endl；//利用友元函数计算两点举例 29　return 0； 30　} 31　float dis（point＆p1，point＆p2）//友元函数的实现 32　{ 33　float d； 34　d=sqrt（（p1. x-p2.x）（p1.x-p2.x）+（p1.y-p2.y）（p1.y-p2.y））； 35　//友元函数中可访问类的private成员 36　return d； 37　}

    输出结果如下所示。

    （1，2）与（4，5）距离=4.24264

    【代码解析】代码第31行的dis函数是外部函数，不属于任何一个类，此时，只要在Point类内，即代码第8行使用语句“friend float dis（point＆p1，point＆p2）；”对其进行声明即可，这样，dis函数便称为point类的友元函数，可以在dis函数中访问类的private成员。

    非成员函数的友元函数有如下特点。

    （1）在类内只需对函数进行声明，声明位置没有要求，可以出现在类的任何地方，包括在private和public部分。

    （2）函数定义要放在类外，具体定义位置没有要求。

    （3）友元函数不能直接访问类的成员，必须通过访问对象来实现，为此，必须传递类对象作为函数参数，采用传值、传指针或传引用方式均可，出于对程序执行效率的考虑，建议使用类对象的引用作为参数。

    （4）友元函数不是类的成员函数，所以友元函数的实现和普通函数一样，在实现时不用“：”指示属于哪个类，只有成员函数才使用“：”作用域符号。

    （5）一个函数可以同时作为多个类的友元函数。

    细心的读者可能会发现，在代码9.4的example904.cpp中，并没有在使用dis函数前对其声明，这似乎违反了前面讲过的规则，实际上，在类定义中已经声明了dis函数，编译器已经知道了dis函数的存在，example904.cpp中的dis函数声明因此可以省略。