申論題

在物件導向程式設計（OOP）中，特別是在C++中，朋友函式（friend function）是一個被允許訪問私有（private）和保護（protected）成員的非成員函式。即使它不是任何類的成員函式，朋友函式仍然可以訪問該類的所有私有和保護成員。朋友函式的概念幫助於在不破壞封裝原則的情況下，增強不同類之間的協作。

朋友函式的特性
訪問權限：朋友函式可以訪問其友元類中的所有成員，包括私有和保護成員。
非成員函式：即使朋友函式可以訪問類的私有成員，它本身不是類的成員函式。
互相獨立：一個函式可以是多個類的朋友，同時一個類可以有多個朋友函式。
顯式聲明：在類內部，需要明確聲明哪些函式是其朋友函式，這通常是在類定義中使用friend關鍵字完成。
用途
朋友函式常用於執行那些需要訪問類的私有或保護成員，但不適合作為類成員的操作。例如，重載某些運算子以使它們能夠用於自定義類型，往往需要將這些運算子函式聲明為朋友函式。

聲明朋友函式的例子
假設有一個表示箱子體積的類Box，我們想要通過一個非成員函式calculateVolume來計算箱子的體積，這時我們可以將calculateVolume函式聲明為Box類的朋友函式：

class Box {
    friend int calculateVolume(Box b);

private:
    int length;
    int width;
    int height;

public:
    Box(int l, int w, int h) : length(l), width(w), height(h) {}
};

int calculateVolume(Box b) {
    return b.length * b.width * b.height;
}
在這個例子中，calculateVolume函式被聲明為Box類的朋友，因此它可以訪問Box類的所有私有成員（在這裡是length、width和height）。

注意點
雖然朋友函式提供了方便的訪問控制機制，但過度使用可能會破壞封裝性，使得類的內部實現過於暴露。因此，在設計類時應謹慎使用朋友函式，僅在真正需要時才使用。