From Gossip@caterpillar

C++ Gossip: friend 函式、friend 類別

在定義類別成員時，私用成員只能被同一個類別定義的成員存取，不可以直接由外界進行存取，然而有些時候，您希望提供私用成員給某些外部函式來存取，這時您 可以設定類別的「好友」，只有好友才可以直接存取自家的私用成員。

下面這個程式中使用friend關鍵字來設定類別的好友函式，該好友可以直接存取該類別的私用成員：
  • Ball.h
class Ball;

int compare(Ball&, Ball&);

class Ball { 
public: 
    Ball(double, char*); 
 
    double radius() {
        return _radius;
    }
 
    char* name() {
        return _name; 
    }
 
    void radius(double radius) {
        _radius = radius;
    } 
 
    void name(char *name) {
        _name = name;
    }
 
    // 宣告朋友函式 
    friend int compare(Ball&, Ball&);
 
private:
    double _radius; // 半徑 
    char *_name; // 名稱 
};

  • Ball.cpp
#include "Ball.h"

// compare 為 Ball 的 friend 
int compare(Ball &b1, Ball &b2) {
    // 可直接存取私用成員
    if(b1._radius == b2._radius)
        return 0;
    else if(b1._radius > b2._radius)
        return 1;
    else
        return -1;
}

Ball::Ball(double radius, char *name) { 
    _radius = radius; 
    _name = name;
}

  • main.cpp
#include <iostream>
#include "Ball.h"
using namespace std;

int main() {
    Ball b1(10, "RBall");
    Ball b2(20, "GBall");
 
    switch(compare(b1, b2)) {
        case 1:
            cout << b1.name() << " 較大" << endl;
            break;
        case 0:
            cout << b1.name() << " 等於 " << b2.name() << endl;
            break;
        case -1:
            cout << b2.name() << " 較大" << endl;
            break;
    }
 
    return 0;
}

執行結果：
GBall 較大

使用friend函式通常是基於效率的考量，以直接存取私用成員而不透過函式呼叫的方式，來省去函式呼叫的負擔，另外您也可以使用friend來重載 （Overload）運算子，之後的主題中會介紹。

您也可以將某個類別宣告為friend類別，被宣告為friend的類別可以直接存取私用成員，例如：
class Ball;

int compare(Ball&, Ball&);

class Ball {
public:
    ....
   
    // 宣告朋友類別
    friend class SomeClass;
   
private:
    ....
};

如上宣告的話，SomeClass的實例就可以存取Ball實例的私用成員。