今天我们来介绍下一个新概念：友元。那么什么是友元呢？友元是 C++ 中的一种关系，它发生在函数与类之间或者类与类之间。友元关系是单向的，不能传递。
下来我们来介绍下友元的用法：a> 在类中以 friend 关键字声明友元；b> 类的友元可以是其他类或者具体函数；c> 友元不是类的一部分，友元不受类中访问级别的限制；d> 友元可以直接访问具体类的所有成员。在类中用 friend 关键字对函数或者类进行声明。
下面我们以代码为例进行分析
#include#include class Pointer{private: double x; double y;public: Pointer(double x, double y) { this->x = x; this->y = y; } double getX() { return x; } double getY() { return y; }};double func(Pointer& p1, Pointer& p2){ double ret = 0; ret = (p2.getY() - p1.getY()) * (p2.getY() - p1.getY()) + (p2.getX() - p1.getX()) * (p2.getX() - p1.getX()); ret = sqrt(ret); return ret;}int main(){ Pointer p1(1, 2); Pointer p2(10, 20); printf("p1(%f, %f)\n", p1.getX(), p1.getY()); printf("p2(%f, %f)\n", p2.getX(), p2.getY()); printf("|(p1, p2)| = %f\n", func(p1, p2)); return 0;}
我们实现的是求两点之间的距离，我们编译下看看结果
我们在 func 函数中想要调用 p1 和 p2 的 x 和 y。但是间接调用了 8 次函数，相当于增加了开销，C++ 是要兼容 C 语言的高效的。我们试着直接将第 33 行改为这样呢：ret = (p2.y - p1.y) * (p2.y - p1.y) + (p2.x - p1.x) * (p2.x - p1.x)；编译结果如下
我们看到直接报错，说是 x 和 y 是私有的。这时友元便闪亮登场了。我们在第 25 行加上一句：friend double func(Pointer& p1, Pointer& p2)；再次编译
我们可以看到编译通过并且完美运行，那我们试试在第一个打印语句中直接调用 p1.x，看看可以不
只能在友元声明范围内才能访问所有的成员及函数。在 main 函数中访问相当于是在外部进行访问，所以肯定会报错。友元是为了兼顾 C 语言的高效而诞生的，但是友元直接破坏了面向对象的封装性。友元在实际产品中的高效是得不偿失的，因此友元在现代软件工程中已经被逐渐被遗弃。
我们在这讲的友元是不具备传递性的，类的友元可以是其他类的成员函数；也可以是某个完整的类，即它的所有成员函数都是友元。如下图所示
我们再次以代码为例进行分析，用代码来描述出上面的关系，做个实验来加强印象
#includeclass ClassC{ const char* n;public: ClassC(const char* n) { this->n = n; } friend class ClassB;};class ClassB{ const char* n;public: ClassB(const char* n) { this->n = n; } void getClassCName(ClassC& c) { printf("c.n = %s\n", c.n); } friend class ClassA;};class ClassA{ const char* n;public: ClassA(const char* n) { this->n = n; } void getClassBName(ClassB& b) { printf("b.n = %s\n", b.n); }};int main(){ ClassA a("a"); ClassB b("b"); ClassC c("c"); a.getClassBName(b); b.getClassCName(c); return 0;}
我们在类 A 中直接获取类 B 的名字，同理，在类 B 中直接获取类 C 的名字。我们看看编译结果
结果是没错的，那么 A 是 B 的友元，B 又是 C 的友元，可不可以等价于 A 是 C 的友元呢，我们试试在类 A 中直接获取类 C 的名字
我们看到编译器直接报错了。也就是说，友元并不具备传递的功能。通过对友元的学习，总结如下：1、友元是为了兼顾 C 语言的高效而诞生的，但是它直接破坏了面向对象的封装性；2、友元关系不具备传递性；3、类的友元可以是其他类的成员函数，也可以是某个完整的类。
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