友元函数和友元类
采用类的机制后实现了数据的隐藏与封装，类的数据成员一般定义为私有成员，成员函数一般定义为公有的，依此提供类与外界间的通信接口。但是，有时需要定义一些函数，这些函数不是类的一部分，但又需要频繁地访问类的数据成员，这时可以将这些函数定义为该函数的友元函数。除了友元函数外，还有友元类，两者统称为友元。友元的作用是提高了程序的运行效率（即减少了类型检查和安全性检查等都需要时间开销），但它破坏了类的封装性和隐藏性，使得非成员函数可以访问类的私有成员。
一、友元函数
友元函数是可以直接访问类的私有成员的非成员函数。它是定义在类外的普通函数，它不属于任何类，但需要在类的定义中加以声明，声明时只需在友元的名称前加上关键字friend，其格式如下：
friend 返回类型函数名(形式参数);
友元函数的声明可以放在类的私有部分，也可以放在公有部分，它们是没有区别的，都说明是该类的一个友元函数。
一个函数可以是多个类的友元函数，只需要在各个类中分别声明。
友元函数的调用与一般函数的调用方式和原理一致。
友元函数例子：
#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;
class APoint
{
private:
double x;
double y;
public:
APoint(double x, double y);
void getCoordinates();
friend double getDistance(const APoint&, const APoint&);
};
APoint::APoint(double x, double y)
{
this->x = x;
this->y = y;
}
void APoint::getCoordinates()
{
cout << "(" << x << ", " << y << ")" << endl;
}
double getDistance(const APoint& a, const APoint& b)
{
return sqrt(pow((a.x - b.x), 2.0) + pow((a.y - b.y), 2.0));
}
int main()
{
APoint p1(3, 4);
APoint p2(11, 12);
p1.getCoordinates();
p2.getCoordinates();
double d = getDistance(p1, p2);
cout << "The distance between p1 and p2 is: " << d << endl;
return 0;
}
二、友元类
友元类的所有成员函数都是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的隐藏信息（包括私有成员和保护成员）。
当希望一个类可以存取另一个类的私有成员时，可以将该类声明为另一类的友元类。定义友元类的语句格式如下：
friend class 类名;
其中：friend和class是关键字，类名必须是程序中的一个已定义过的类。
例如，以下语句说明类B是类A的友元类：
class A
{
…
public:
friend class B;
…
};
经过以上说明后，类B的所有成员函数都是类A的友元函数，能存取类A的私有成员和保护成员。
使用友元类时注意：
(1) 友元关系不能被继承。
(2) 友元关系是单向的，不具有交换性。若类B是类A的友元，类A不一定是类B的友元，要看在类中
是否有相应的声明。
(3) 友元关系不具有传递性。若类B是类A的友元，类C是B的友元，类C不一定是类A的友元，同样
要看类中是否有相应的申明
友元类例子：
// ------------------------------------------
// example: 友元类
#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;
// class AFriendAPoint; 没有必要在此预先声明AFriendPoint类
class APoint
{
private:
double x;
double y;
public:
APoint(double x, double y)
{
this->x = x;
this->y = y;
}
friend class AFriendPoint;
};
class AFriendPoint
{
public:
void getCoordinates(const APoint&);
double getDistance(const APoint&, const APoint&);
};
void AFriendPoint::getCoordinates(const APoint& p)
{
cout << "This coordinates of this point is: (" << p.x << ", " << p.y << ")" << endl;
}
double AFriendPoint::getDistance(const APoint& a, const APoint& b)
{
return sqrt(pow((a.x - b.x), 2.0) + pow((a.y - b.y), 2.0));
}
int main()
{
APoint p1(3, 4);
APoint p2(4, 5);
AFriendPoint* afp = new AFriendPoint;
afp->getCoordinates(p1);
afp->getCoordinates(p2);
double the_distance = afp->getDistance(p1, p2);
cout << "The distance between those 2 points is: " << the_distance << endl;
delete afp;
return 0;
}
