面试题：C++ 中友元函数与成员函数在访问权限上的差异

Question

请阐述 C++ 中友元函数和成员函数在访问类的成员（包括私有成员和保护成员）时的访问权限差异，并通过代码示例进行说明。

Answer 1

1. 访问权限差异：
   • 成员函数：成员函数可以直接访问类的私有成员和保护成员。因为成员函数是类的一部分，它对类内部的成员有天然的访问权限。
   • 友元函数：友元函数不是类的成员函数，但通过在类中声明为友元，它可以访问该类的私有成员和保护成员。友元函数打破了类的封装性，给予了外部函数特殊的访问权限。
2. 代码示例：

#include <iostream>

class MyClass {
private:
    int privateData;
protected:
    int protectedData;
public:
    MyClass(int priv, int prot) : privateData(priv), protectedData(prot) {}
    // 成员函数
    void memberFunction() {
        std::cout << "Member function accessing private data: " << privateData << std::endl;
        std::cout << "Member function accessing protected data: " << protectedData << std::endl;
    }
    // 友元函数声明
    friend void friendFunction(MyClass obj);
};

// 友元函数定义
void friendFunction(MyClass obj) {
    std::cout << "Friend function accessing private data: " << obj.privateData << std::endl;
    std::cout << "Friend function accessing protected data: " << obj.protectedData << std::endl;
}

int main() {
    MyClass obj(10, 20);
    obj.memberFunction();
    friendFunction(obj);
    return 0;
}

在上述代码中，memberFunction 作为类的成员函数，可以直接访问 privateData 和 protectedData。friendFunction 虽然不是类的成员函数，但由于被声明为友元，也能访问 privateData 和 protectedData。