练习9：使用友元函数计算两点距离¶

任务描述¶

设计平面点类 Point，坐标成员设为私有。编写友元函数 Distance，直接访问两个点的私有坐标并计算它们之间的欧氏距离。

相关知识¶

友元函数¶

友元函数不是类的成员函数，但可访问类的私有成员。需要在类中使用 friend 声明：

class Point {
private:
    double x;
    double y;

public:
    friend double Distance(const Point& first, const Point& second);
};

友元声明只授予访问权限，函数定义时不应使用 Point:: 前缀。

欧氏距离¶

两点 (x1, y1) 和 (x2, y2) 的距离为：

sqrt((x1 - x2)² + (y1 - y2)²)

可通过 <cmath> 中的 std::sqrt 计算平方根。

编程要求¶

在 Point.h 中声明 Point 类，私有成员为 double x、double y。
声明构造函数 Point(double x, double y)，并将普通函数 Distance 声明为 Point 的友元。
在 Point.cpp 中定义构造函数和友元函数 Distance。
Distance 必须直接使用两个对象的私有 x、y 成员计算距离。
在 test 中验证点 (0, 0) 与 (3, 4) 的距离为 5，并验证输出。

待完成代码¶

Point.h¶

#ifndef POINT_H
#define POINT_H

// TODO：声明 Point 类和友元函数

#endif

Point.cpp¶

#include "Point.h"

// TODO：定义 Point 的构造函数和 Distance 函数

main.cpp¶

#include "Point.h"

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <sstream>

void test() {
    Point origin(0.0, 0.0);
    Point point(3.0, 4.0);
    assert(Distance(origin, point) == 5.0);

    std::ostringstream output;
    std::streambuf* oldBuffer = std::cout.rdbuf(output.rdbuf());
    std::cout << "两点距离 " << Distance(origin, point) << '\n';
    std::cout.rdbuf(oldBuffer);
    assert(output.str() == "两点距离 5\n");
}

int main() {
    test();
    std::cout << "本关测试通过" << std::endl;
    return 0;
}

测试说明¶

(0, 0) 与 (3, 4) 构成直角三角形，其距离为 5。可使用以下命令编译：

g++ -std=c++11 Point.cpp main.cpp -o point_friend

开始你的任务吧，祝你成功！