C++面向对象编程：友元函数与友元类

"C++程序设计，中国高等院校计算机基础教育课程体系规划教材，谭浩强编著" 在C++编程中，"程序中的display函数不放在-快速有效的嵌入式系统"这一主题涉及到类的封装和友元的概念。通常，类的私有数据成员是对外部不可见的，以确保数据的安全性和封装性。然而，在某些情况下，可能需要一个外部函数访问这些私有数据，这时可以使用友元函数。 在示例9.13中，`display`函数可以被设计为类外的普通函数，并在`Time`和`Date`两个类中声明为友元。这样，`display`函数可以在主函数中被调用，同时能够访问并输出`Time`和`Date`类对象的私有数据，如年、月、日、时、分、秒等信息。这种设计允许`display`函数跨越类的边界，而不会破坏封装原则，因为友元函数被类明确授权访问其私有和保护成员。 友元机制在C++中分为两种类型：友元函数和友元类。友元函数是一个不在类内定义，但被类声明为友元的函数，它可以直接访问类的私有和保护成员。在描述中提到的9.10.2节，还介绍了友元类的概念，即一个类可以声明另一个类为它的友元，使得友元类的所有成员函数都能访问原类的私有和保护成员。声明友元类的语法是 `friend 类名;`。 在C++的学习路径中，这通常是在理解面向对象编程（OOP）的基本概念之后，如类、对象、封装、继承和多态性后才会接触到的内容。书中的结构涵盖了从基本知识开始，包括数据类型、表达式、程序设计基础，逐渐深入到面向过程的编程，如函数、数组、指针和自定义数据类型。然后，进入基于对象的编程，学习类和对象、运算符重载等，最后探讨面向对象的特性，如继承、派生、多态性和虚函数，以及C++的输入输出流和其他实用工具。 C++的发展历程也值得一提，它由C语言发展而来，由Bjarne Stroustrup博士在C的基础上增加了面向对象的特性，因此C++既支持面向过程编程也支持面向对象编程，这使得它成为一种非常灵活的编程语言。C++对C语言的扩展主要体现在增加了面向对象的机制和对C语言功能的增强，比如模板、异常处理、命名空间等。 C++的友元机制是为了在保证封装性的前提下，提供必要的灵活性，让特定的函数或类能够访问其他类的私有成员。在设计复杂的软件系统时，合理利用友元可以提高代码的可读性和可维护性，但同时也需要注意避免过度使用，以免破坏封装性，增加代码的复杂性和潜在的错误风险。