简析c++友元

总觉得应该写一些c++方面的文章，总不能让自己生疏了些，就先聊聊友元吧。在谈到友元之前，我们先来看一下以下的程序段。

class Point{public:   Point(double x_,double y_) : x(x_),y(y_)    {              //dosome init    }private:   double x;   double y;};

这是一个点的类，其具有横坐标x和纵坐标y两个私有的成员变量，如果我们想要计算两个点的距离，在不使用友元的前提下，我们只能为x和y设置两个获取对应变量值的接口，无疑这增加了程序的开销。那么，可不可以用一种方案，使得一个函数可以直接使用到类的私有/保护的成员变量呢？这就是友元函数，我们可以将程序进行如下的修改：

class Point{public:   Point(double x_,double y_) : x(x_),y(y_)    {              //dosome init    }    friend double Distance(Point &p1, Point &p2)    {       double dx = p1.x - p2.x;       double dy = p1.y - p2.y;       return sqrt(dx*dx + dy*dy);    }private:   double x;   double y;};

这时，我们可以顺利使用distance函数计算两点间的距离，这便是友元函数的用法。那么，我们可以做一下猜想，可不可以让类也使用友元这个方案呢？答案是肯定的，这便是友元类。接下来我们可以先看一下如下例子：

class TV{public:   TV(int volume_,int channel_) : volume(volume_),channel(channel_)    {       //do some init    }private:   int volume;   int channel;}; class Tele{public:   Tele()    {       //do some init    }    void volumeUp(TV &tv)    {        tv.volume++;    }   void volumeDown(TV &tv)    {       tv.volume--;    }   void channelUp(TV &tv)    {       tv.channel++;    }   void channelDown(TV &tv)    {       tv.channel--;    }};

上面这段代码是错误的，为什么呢？因为volume和channel是TV的私有成员变量，无法直接被Tele访问，最为简单的方法就是将Tele设置为TV的友元类，在TV类中加入

friend class Tele;

这样就可以使类Tele直接访问到TV的私有成员变量了。

当然，友元关系有一些必须要注意的地方，这是非常重要的，因为好多人混淆了它的使用范围及约束，这里提一下一些经常被忽略的易错点：

1、 友元关系是单向的，而不是双向的。

2、 友元关系不具备传递性，如类A是类B的友元类，类B是类C的友元类，不能证明类A是类C的友元类。

3、 友元关系无法继承。

最后，还有一点需要强调一下，由于友元这种机制破坏了类的封装性，所以若不是必须使用，则尽可能少用，或者用其他手段保证其封装性。