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类之间的关系(Relationships between classes)

Friend 函数 (friend 关键字)

在前面的章节中我们已经看到了对class的不同成员存在3个层次的内部保护：public， protected 和 private。在成员为 protected 和 private的情况下，它们不能够被从所在的class以外的部分引用。然而，这个规则可以通过在一个class中使用关键字friend来绕过，这样我们可以允许一个外部函数获得访问class的protected 和 private 成员的能力。
为了实现允许一个外部函数访问class的private 和 protected 成员，我们必须在class内部用关键字friend来声明该外部函数的原型，以指定允许该函数共享class的成员。在下面的例子中我们声明了一个 friend 函数 duplicate：
    // friend functions
    #include <iostream.h>
    
    class CRectangle {
        int width, height;
      public:
        void set_values (int, int);
        int area (void) {return (width * height);}
        friend CRectangle duplicate (CRectangle);
    };
    
    void CRectangle::set_values (int a, int b) {
        width = a;
        height = b;
    }
    
    CRectangle duplicate (CRectangle rectparam) {
        CRectangle rectres;
        rectres.width = rectparam.width*2;
        rectres.height = rectparam.height*2;
        return (rectres);
    }
    
    int main () {
        CRectangle rect, rectb;
        rect.set_values (2,3);
        rectb = duplicate (rect);
        cout << rectb.area();
    }                    
24
函数duplicate是CRectangle的friend，因此在该函数之内，我们可以访问CRectangle 类型的各个object的成员 width 和 height。注意，在 duplicate()的声明中，及其在后面main()里被调用的时候，我们并没有把duplicate 当作class CRectangle的成员，它不是。
friend 函数可以被用来实现两个不同class之间的操作。广义来说，使用friend 函数是面向对象编程之外的方法，因此，如果可能，应尽量使用class的成员函数来完成这些操作。比如在以上的例子中，将函数duplicate() 集成在class CRectangle 可以使程序更短。
 

Friend classes (friend)

就像我们可以定义一个friend 函数，我们也可以定义一个class是另一个的friend，以便允许第二个class访问第一个class的 protected 和 private 成员。
    // friend class
    #include <iostream.h>
    
    class CSquare;
 
    class CRectangle {
        int width, height;
      public:
        int area (void) {return (width * height);}
        void convert (CSquare a);
    };
    
    Class CSquare {
      private:
        int side;
      public:
        void set_side (int a){side=a;}
        friend class CRectangle;
    };
    
    void CRectangle::convert (CSquare a) {
        width = a.side;
        height = a.side;
    }
    
    int main () {
        CSquare sqr;
        CRectangle rect;
        sqr.set_side(4);
        rect.convert(sqr);
        cout << rect.area();
        return 0;
    }
                         
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在这个例子中，我们声明了CRectangle 是CSquare 的friend，因此CRectangle可以访问CSquare 的protected 和 private 成员，更具体地说，可以访问CSquare::side，它定义了正方形的边长。
在上面程序的第一个语句里你可能也看到了一些新的东西，就是class CSquare空原型。这是必需的，因为在CRectangle 的声明中我们引用了CSquare (作为convert()的参数)。CSquare 的定义在CRectangle的后面，因此如果我们没有在这个class之前包含一个CSquare 的声明，它在CRectangle中就是不可见的。
这里要考虑到，如果没有特别指明，朋友关系（friendships）并不是相互的。在我们的CSquare 例子中，CRectangle 是一个friend类，但因为CRectangle 并没有对CSquare作相应的声明，因此CRectangle 可以访问CSquare 的 protected 和private 成员，但反过来并不行，除非我们将 CSquare 也定义为CRectangle的 friend。
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