C++ 友元函數與拷貝構造函數深度解析

一、友元函數

定義與特點

• 定義在類外部的普通函數，在類內用 friend 聲明
• 不是成員函數，無 this 指針，不能用對象調用（直接調用）
• 可訪問類的 private/protected/public 所有成員，但必須通過對象/引用/指針

聲明語法

class Point {
    double x, y;
public:
    friend double distance(Point, Point); // 僅聲明，加 friend
};

實現示例

double distance(Point my1, Point my2) {
    return sqrt((my1.x-my2.x)*(my1.x-my2.x) + (my1.y-my2.y)*(my1.y-my2.y));
    // 直接訪問私有成員 x,y
}

限制

• 定義時不加 friend
• main 不能聲明為友元（只能被調用，不能調用他人）

二、拷貝構造函數

定義與調用時機

• 同名無返回值，單參數為 const 類名&（引用，避免無限遞歸）
• 調用場景：T obj2 = obj1;（初始化）、按值傳參、按值返回對象
• 賦值 obj2 = obj1; 調用拷貝賦值運算符，非拷貝構造

聲明形式

class Point {
    int x, y;
public:
    Point(Point &pf) { x = pf.x; y = pf.y; } // 類內可省略 類名::
    // 或推薦 const 版本
    Point(const Point &pf) { *this = pf; }
};

const 正確性

• 無 const 時，pf.x = 8 合法但危險（修改源對象）
• 加 const 後，嘗試修改編譯報錯，保證源對象不變
• 引用參數生命週期隨函數結束自動釋放，無需手動管理

系統默認行為

若未顯式定義，編譯器自動生成公有的逐成員拷貝構造（淺拷貝）。含指針/資源管理類必須自定義深拷貝。

總結對比