友元函數與友元類

面向對象編程的一個重要思想就是實現數據隱藏(類的封裝特性)，即：非成員函數不能訪問private 或者 protected 變量。

有些時候我們需要不經成員函數而訪問private 或者 protected數據，那就需要用到 友元函數 或者友元類。

1. 友元函數

使用 friend 關鍵字在類內任意位置聲明函數爲友元函數。 而且，當要訪問
非static成員時，需要對象作爲參數。

如下：

#include <iostream>
using namespace std;

class Distance
{
    private:
        int meter;
    public:
        Distance(): meter(0) { }

    private:
        // 可以在任意位置聲明友元函數，對象作爲參數
        friend int addFive(Distance);
};

int addFive(Distance d)
{
    d.meter += 5;
    return d.meter;
}

int main()
{
    Distance D;
    cout<<"Distance: "<< addFive(D);
    return 0;
}

\\ output
Distance: 5

上面的例子只是舉例友元函數的用法，其實沒什麼意義。 友元函數在操作兩個不同類的對象時才體現出它的價值。

如下面的例子：

#include <iostream>
using namespace std;

// 提前聲明類B
class B;
class A {
    private:
      int numA;
    public:
      A(): numA(12) { }
      // 聲明友元函數
      friend int add(A, B);
};

class B {
    private:
       int numB;
    public:
       B(): numB(1) { }
       // 聲明友元函數
       friend int add(A , B);
};

// 兩個不同類的私有變量相加
int add(A objectA, B objectB)
{
   return (objectA.numA + objectB.numB);
}

int main()
{
    A objectA;
    B objectB;
    cout<<"Sum: "<< add(objectA, objectB);
    return 0;
}

2 友元類

當一個類成爲友元類時，其所有成員函數自動成爲友元函數，如下例。 B中的所有函數都是A的友元函數，因此B中函數可以訪問A的private 或者 protected數據。

... .. ...
class B;
class A
{
   // class B is a friend class of class A
   friend class B;
   ... .. ...
}

class B
{
   ... .. ...
}

3 友元的注意事項

• （1）應慎用友元。 因爲其會破壞面向對象的封裝特性，造成一定的安全問題。
• （2）友元不是相互的。 類A是B的友元，但B不會自動變成A的友元
• （3）友元是不可繼承的。
• （4）普通成員函數有this指針，static和友元函數沒有。

參考資料

• C++ friend Function and friend Classes https://www.programiz.com/cpp-programming/friend-function-class