在C++编程语言中，面向对象编程的一个关键概念是封装，它强调保护数据的安全性和隐藏实现细节。在C++中，我们可以通过访问控制修饰符（如public、private和protected）来实现封装。本文将深入讨论私有数据成员和友元在C++中的使用，这是2022年计算机二级考试C++复习的重要知识点。
一、私有数据成员
私有数据成员（private members）是类中只能在类内部访问的数据成员。外部代码不能直接访问这些成员，以防止未经授权的修改或访问。通常，我们会提供公有成员函数（public member functions），即接口，来访问和修改私有数据成员。例如：
```cpp
class Date {
int mo, da, yr;
public:
Date(int m, int d, int y) { mo = m; da = d; yr = y; }
int getyear() const { return yr; }
void setyear(int y) { yr = y; }
};
```
在这个例子中，`getyear()` 是一个取值函数，返回私有成员 `yr` 的值，而 `setyear()` 是一个赋值函数，允许设置 `yr` 的值。这些函数构成了公共接口，外部代码可以通过它们来操作私有数据。
二、友元（Friend）
友元（Friend）是C++中的一个特性，允许类的私有或受保护成员对其他类或函数开放。友元可以是类的成员函数或者非成员函数。友元函数可以访问声明它的类的私有和受保护成员，即使它不是该类的成员。
1. 友元类：一个类可以声明另一个类为友元，这样友元类的成员函数就可以访问原类的私有和受保护成员。
```cpp
class Time; // 前向声明
class Date {
int mo, da, yr;
friend class Time; // 声明 Time 为友元类
public:
// ...
};
class Time {
int hr, min, sec;
public:
// ...
};
```
2. 友元函数：非类成员的友元函数可以直接访问声明它的类的私有和受保护成员。
```cpp
void display(const Date &dt, const Time &tm);
```
如果 `display()` 函数需要访问 `Date` 和 `Time` 类的私有数据，可以将它声明为这两个类的友元。
```cpp
class Date {
// ...
friend void display(const Date&, const Time&);
};
class Time {
// ...
friend void display(const Date&, const Time&);
};
```
现在 `display()` 函数可以自由地访问 `Date` 和 `Time` 类的私有数据成员，如示例所示：
```cpp
void display(const Date &dt, const Time &tm) {
cout << dt.mo << "/" << dt.da << "/" << dt.yr << " ";
cout << tm.hr << ":" << tm.min << ":" << tm.sec;
}
```
三、匿名对象
匿名对象是在创建时不给它赋予名字的对象。在上述示例中，`CustomDate(123, 89)` 创建了一个匿名 `CustomDate` 对象，然后立即用于初始化 `Date` 对象 `dt`。这种用法在某些场景下是方便的，但需要注意的是，匿名对象的生命周期很短，一旦创建完毕，其作用域仅限于创建它的语句。
总结来说，私有数据成员和友元是C++实现封装和数据安全性的重要机制。私有数据成员确保了数据的内部状态不被外部随意篡改，而友元机制则允许在必要时打破封装，以便类之间可以协同工作。理解并熟练运用这些概念对于通过计算机二级C++考试以及实际编程至关重要。
