詳解C++編程中的嵌套類(lèi)的聲明與其中的函數(shù)使用
可以在一個(gè)類(lèi)的范圍內(nèi)聲明另一個(gè)類(lèi)。這樣的類(lèi)稱(chēng)為“嵌套類(lèi)”。 嵌套類(lèi)被視為在封閉類(lèi)的范圍內(nèi)且可在該范圍內(nèi)使用。若要從嵌套類(lèi)的即時(shí)封閉范圍之外的某個(gè)范圍引用該類(lèi)，則必須使用完全限定名。
下面的示例演示如何聲明嵌套類(lèi)：
// nested_class_declarations.cpp
class BufferedIO
{
public:
enum IOError { None, Access, General };
// Declare nested class BufferedInput.
class BufferedInput
{
public:
int read();
int good()
{
return _inputerror == None;
}
private:
IOError _inputerror;
};
// Declare nested class BufferedOutput.
class BufferedOutput
{
// Member list
};
};
int main()
{
}
在 BufferedIO::BufferedInput 中聲明 BufferedIO::BufferedOutput 和 BufferedIO。這些類(lèi)名稱(chēng)在類(lèi) BufferedIO 的范圍外不可見(jiàn)。但是，BufferedIO 類(lèi)型的對(duì)象不包含 BufferedInput 或 BufferedOutput 類(lèi)型的任何對(duì)象。
嵌套類(lèi)只能從封閉類(lèi)中直接使用名稱(chēng)、類(lèi)型名稱(chēng)，靜態(tài)成員的名稱(chēng)和枚舉數(shù)。若要使用其他類(lèi)成員的名稱(chēng)，您必須使用指針、引用或?qū)ο竺?br />
在前面的 BufferedIO 示例中，枚舉 IOError 可由嵌套類(lèi)中的成員函數(shù)、BufferedIO::BufferedInput 或 BufferedIO::BufferedOutput 直接訪(fǎng)問(wèn)，如函數(shù) good 中所示。
注意
嵌套類(lèi)僅在類(lèi)范圍內(nèi)聲明類(lèi)型。它們不會(huì)導(dǎo)致創(chuàng)建嵌套類(lèi)的包含對(duì)象。前面的示例聲明兩個(gè)嵌套類(lèi)，但未聲明這些類(lèi)類(lèi)型的任何對(duì)象。
在將類(lèi)型名稱(chēng)與前向聲明一起聲明時(shí)，會(huì)引發(fā)嵌套類(lèi)聲明的范圍可見(jiàn)性的異常。在這種情況下，由前向聲明聲明的類(lèi)名在封閉類(lèi)的外部可見(jiàn)，其范圍定義為最小的封閉非類(lèi)范圍。例如:
// nested_class_declarations_2.cpp
class C
{
public:
typedef class U u_t; // class U visible outside class C scope
typedef class V {} v_t; // class V not visible outside class C
};
int main()
{
// okay, forward declaration used above so file scope is used
U* pu;
// error, type name only exists in class C scope
u_t* pu2; // C2065
// error, class defined above so class C scope
V* pv; // C2065
// okay, fully qualified name
C::V* pv2;
}
嵌套類(lèi)中的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限
將一個(gè)類(lèi)嵌入另一個(gè)類(lèi)中不會(huì)為嵌入類(lèi)的成員函數(shù)提供特殊訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。同樣，封閉類(lèi)的成員函數(shù)不具有對(duì)嵌套類(lèi)的成員的特殊訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。
嵌套類(lèi)中的成員函數(shù)
在嵌套類(lèi)中聲明的成員函數(shù)可在文件范圍中定義。前面的示例可能已編寫(xiě)：
// member_functions_in_nested_classes.cpp
class BufferedIO
{
public:
enum IOError { None, Access, General };
class BufferedInput
{
public:
int read(); // Declare but do not define member
int good(); // functions read and good.
private:
IOError _inputerror;
};
class BufferedOutput
{
// Member list.
};
};
// Define member functions read and good in
// file scope.
int BufferedIO::BufferedInput::read()
{
return(1);
}
int BufferedIO::BufferedInput::good()
{
return _inputerror == None;
}
int main()
{
}
在前面的示例中，qualified-type-name 語(yǔ)法用于聲明函數(shù)名稱(chēng)。聲明：
BufferedIO::BufferedInput::read()
表示“作為 read 類(lèi)（位于 BufferedInput 類(lèi)的范圍中）的成員的 BufferedIO 函數(shù)?！?由于此聲明使用 qualified-type-name 語(yǔ)法，因此以下形式的構(gòu)造是可能的：
typedef BufferedIO::BufferedInput BIO_INPUT; int BIO_INPUT::read()
上述聲明與前一個(gè)聲明等效，但它使用了 typedef 名稱(chēng)來(lái)代替類(lèi)名稱(chēng)。
嵌套類(lèi)中的友元函數(shù)
嵌套類(lèi)中聲明的友元函數(shù)被認(rèn)為是在嵌套類(lèi)而不是封閉類(lèi)的范圍內(nèi)。因此，友元函數(shù)未獲得對(duì)封閉類(lèi)的成員或成員函數(shù)的特定訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。如果需要使用在友元函數(shù)中的嵌套類(lèi)中聲明的名稱(chēng)，并且友元函數(shù)是在文件范圍內(nèi)定義的，請(qǐng)使用限定的類(lèi)型名稱(chēng)，如下所示：
// friend_functions_and_nested_classes.cpp
#include <string.h>
enum
{
sizeOfMessage = 255
};
char *rgszMessage[sizeOfMessage];
class BufferedIO
{
public:
class BufferedInput
{
public:
friend int GetExtendedErrorStatus();
static char *message;
static int messageSize;
int iMsgNo;
};
};
char *BufferedIO::BufferedInput::message;
int BufferedIO::BufferedInput::messageSize;
int GetExtendedErrorStatus()
{
int iMsgNo = 1; // assign arbitrary value as message number
strcpy_s( BufferedIO::BufferedInput::message,
BufferedIO::BufferedInput::messageSize,
rgszMessage[iMsgNo] );
return iMsgNo;
}
int main()
{
}
以下代碼演示聲明為友元函數(shù)的函數(shù) GetExtendedErrorStatus。在文件范圍內(nèi)定義的函數(shù)中，將消息從靜態(tài)數(shù)組復(fù)制到類(lèi)成員中。請(qǐng)注意，GetExtendedErrorStatus 的更佳實(shí)現(xiàn)是將其聲明為：
int GetExtendedErrorStatus( char *message )
利用前面的接口，許多類(lèi)可以通過(guò)傳遞要復(fù)制錯(cuò)誤消息的內(nèi)存位置來(lái)使用此函數(shù)的服務(wù)。
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