ДРУЖЕСТВЕННЫЕ (friend) ФУНКЦИИ И КЛАССЫ

Ключевое слово friend – спецификатор функции, который дает функции – не члену класса доступ к скрытым членам класса. Он используется для того, чтобы выйти за строгие рамки типизации и сокрытия данных в C++. Однако, должны быть весьма серьезные причины для выхода за пределы этих ограничений, поскольку от них зависит надежность программирования. Поэтому использование friend функций в языке C++ спорно.
Одна из причин их использования состоит в том, что некоторые функции нуждаются в привилегированном доступе более, чем к одному классу. Вторая причина – friend-функция передает все параметры через список параметров, и значение каждого из них подчинено преобразованию, совместимому с назначением. Такие преобразования применяются к явно переданным аргументам-классам и поэтому особенно полезны в случаях перегрузки оператора. Это будет показано в следующем разделе.

Объявление friend (дружественной) функции должно появляться внутри объявления класса, которому она дружественна. Имени функции предшествует ключевое слово friend, и ее объявление может находится как в public, так и в private части класса, что не повлияет на значение. Функция-член одного класса может быть friend-функцией другого класса. Это происходит тогда, когда функция-член объявлена в friend классе с использованием оператора разрешения контекста для определения имени функции дружественного класса. Если все функции-члены одного класса являются friend-функциями второго класса, то это можно определить записью

friend class имя класса. 

Следующие объявления иллюстрируют синтаксис:
class tweedledee
{...
friend void alice(); //friend-функция
int Cheshire();      //функция-член
...
};

class tweedledum {
...
friend int tweedledee::Cheshire();
...
};

class tweedledumber
(...
 friend class tweedledee; //все функции-члены
...                         //tweedledee имеют доступ
};

Рассмотрите класс matrix (см. упражнение 6.24) и класс vect (см. главу 6). Функция умножения вектора на матрицу, которые представлены этими двумя классами, может быть написана более эффективно, если будет иметь доступ к private членам обоих классов. Эта функция будет friend для обоих классов. В главе 6 безопасный доступ к элементам vect и matrix обеспечивался их соответствующими функциями-членами vect::element() и matrix::element(). Можно написать функцию, использующую этот тип доступа, которая будет умножать, не требуя статуса friend. Однако, необходимость в обращении к функциям и проверке выхода за пределы массива приведет к тому, что такая матрица будет умножаться исключительно неэффективно.

class matrix; //forward определение
class vect
{private:
  int* p;
  int size;
  friend vect mpy(const vect& v, const matrix& m);
 public:
  ...
};

class matrix
{ //хранит целые элементы
 private:
  int** base;
  int row_size, column_size;
  friend vect mpy(const vect& v, const matrix& m) ;
 public:
  ...
};

vect mpy(const vect& v, const matrix& m)
{if (v.size != m.row_size) //неверные размеры
 {cerr<<"multiply fai led - sizes incorrect "
      <

class str_obj
{private:
  friend class string;
  friend class string iterator;
  friend ostream& operator«(ostream& out,const string& str);
  int len, ref_cnt;
  char* s;
  str_obj ():len(0), ref_cnt(l) { s = new char[l]; }
                                         //инициализаторы
  str_obj(int n):len(n), ref_cnt(l) { s = new char[n + 1]; }
  str obj(const char* p):ref cnt(l)
                { len = strlen(p); s = new char[len + 1];
  strcpy(s, p); } ~str_obj () { delete [] s; }
};