C++ 與“類”有關的注意事項總結（六）：嵌套類與局部類

一、嵌套類

 

   在一個類的內部定義另一個類，我們稱之為嵌套類（nested class），或者巢狀型別。之所以引入這樣一個嵌套類，往往是因為外圍類需要使用嵌套類對象作為底層實現，並且該嵌套類只用於外圍類的實現，且同時可以對使用者隱藏該底層實現。
 
 
   雖然嵌套類在外圍類內部定義，但它是一個獨立的類，基本上與外圍類不相關。它的成員不屬於外圍類，同樣，外圍類的成員也不屬於該嵌套類。嵌套類的出現只是告訴外圍類有一個這樣的類型成員供外圍類使用。並且，外圍類對嵌套類成員的訪問沒有任何特權，嵌套類對外圍類成員的訪問也同樣如此，它們都遵循普通類所具有的標號存取控制。
 
 
 
   若不在嵌套類內部定義其成員，則其定義只能寫到與外圍類相同的範圍中，且要用外圍類進行限定，不能把定義寫在外圍類中。例如，嵌套類的靜態成員就是這樣的一個例子。
 
 
   前面說過，之所以使用嵌套類的另一個原因是達到底層實現隱藏的目的。為了實現這種目的，我們需要在另一個標頭檔中定義該嵌套類，而只在外圍類中前向聲明這個嵌套類即可。當然，在外圍類外面定義這個嵌套類時，應該使用外圍類進行限定。使用時，只需要在外圍類的實現檔案中包含這個標頭檔即可。
 

   另外，嵌套類可以直接引用外圍類的靜態成員、類型名和枚舉成員（假定這些成員是公有的）。類型名是一個typedef名字、枚舉類型名、或是一個類名。

執行個體如下：
 

#ifndef NESTCLASS_H_
#define NESTCLASS_H_

class A
{
public:
     A();
     ~A();
 
     void operate();
private:
     class B;
     B* m_b;
};
 
#endif

 
#include "nestclass.h"
#include <iostream>
using namespace std;
 
class A::B
{
public:
     B(){}
     ~B(){}
 
     void operate()
     {
         cout<<"B operate!"<<endl;
     }
};
 
A::A()
{
 
}
 
A::~A()
{
 
}
 
void A::operate()
{
    m_b = new B;
    cout<<"A operate!"<<endl;
    m_b->operate();
}

#include "nestclass.h"

void main()
{
     A a;
     a.operate();
}
 
        在嵌套類的定義被看到之前我們只能聲明嵌套類的指標和引用，如上面在A中定義為B m_b而不是B* m_b將會引發一個編譯錯誤。

       關於C++嵌套類的詳細用法請參考《C++ Primer 第三版》P551。

 

二、局部類

 

     類也可以定義在函數體內 這樣的類被稱為局部類(local class)， 局部類只在定義它的局部域內可見，與嵌套類不同的是，在定義該類的局部域外沒有文法能夠引用局部類的成員， 因此，局部類的成員函數必須被定義在類定義中，在實際中，這就把局部類的成員函數的複雜性限制在幾行代碼中，否則，對讀者來說，代碼將變得很難理解。 

    因為沒有文法能夠在名字空間域內定義局部類的成員 ，所以也不允許局部類聲明待用資料成員。

     在局部類中嵌套的類可以在其類定義之外被定義，但是，該定義必須出現在包含外圍局部類定義的局部域內。在局部域定義中的嵌套類的名字必須由其外圍類名限定修飾，在外圍類中，該嵌套類的聲明不能被省略。例如：

void foo( int val )
{
class Bar {
public:
  int barVal;
  class nested; // 嵌套類的聲明是必需的
};
 
// 嵌套類定義
class Bar::nested {
  // ...
};
}

 

     外圍函數沒有特權訪問局部類的私人成員，當然，這可以通過使外圍函數成為局部類的友元來實現。

    同嵌套類一樣，局部類可以訪問的外圍域中的名字也是有限的，局部類只能訪問在外圍局部域中定義的類型名、靜態變數以及枚舉值，例如：

 

int a, val;
 
void foo( int val )
{
static int si;
enum Loc { a = 1024, b };
 
class Bar {
public:
  Loc locVal; // ok;
  int barVal;
  void fooBar( Loc l = a ) { // ok: Loc::a
   barVal = val; // 錯誤: 局部對象
   barVal = ::val; // OK: 全域對象
   barVal = si; // ok: 靜態局部對象
   locVal = b; // ok: 枚舉值
  }
};
// ...
}

 

     在局部類體內，不包括成員函數定義中的 的名字解析過程是，在外圍域中尋找出現在局部類定義之前的聲明，在局部類的成員函數體內的名字的解析過程是：在尋找外圍域之前 ，首先直找該類的完整域 。

 
     還是一樣，如果先找到的聲明使該名字的用法無效，則不考慮其他聲明，即使在fooBar() 中使用 val 是錯的，編譯器也不會找到全域變數val ，除非用全域域解析操作符限定修飾 val，如 ::val 。