C++ 嵌套类使用（一）

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一、嵌套类

在一个类的内部定义另一个类，我们称之为嵌套类（nested class），或者嵌套类型。之所以引入这样一个嵌套类，往往是因为外围类需要使用嵌套类对象作为底层实现，并且该嵌套类只用于外围类的实现，且同时可以对用户隐藏该底层实现。

虽然嵌套类在外围类内部定义，但它是一个独立的类，基本上与外围类不相关。它的成员不属于外围类，同样，外围类的成员也不属于该嵌套类。嵌套类的出现只是告诉外围类有一个这样的类型成员供外围类使用。并且，外围类对嵌套类成员的访问没有任何特权，嵌套类对外围类成员的访问也同样如此，它们都遵循普通类所具有的标号访问控制。

若不在嵌套类内部定义其成员，则其定义只能写到与外围类相同的作用域中，且要用外围类进行限定，不能把定义写在外围类中。例如，嵌套类的静态成员就是这样的一个例子。

前面说过，之所以使用嵌套类的另一个原因是达到底层实现隐藏的目的。为了实现这种目的，我们需要在另一个头文件中定义该嵌套类，而只在外围类中前向声明这个嵌套类即可。当然，在外围类外面定义这个嵌套类时，应该使用外围类进行限定。使用时，只需要在外围类的实现文件中包含这个头文件即可。

另外，嵌套类可以直接引用外围类的静态成员、类型名和枚举成员（假定这些成员是公有的）。类型名是一个typedef名字、枚举类型名、或是一个类名。

实例如下：

#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();

}

在嵌套类的定义被看到之前我们只能声明嵌套类的指针和引用，如上面在A中定义为B m_b而不是B* m_b将会引发一个编译错误。

关于C++嵌套类的详细用法请参考《C++ Primer 第三版》P551。

二、局部类

类也可以定义在函数体内 这样的类被称为局部类(local class)， 局部类只在定义它的局部域内可见，与嵌套类不同的是，在定义该类的局部域外没有语法能够引用局部类的成员， 因此，局部类的成员函数必须被定义在类定义中，在实际中，这就把局部类的成员函数的复杂性限制在几行代码中，否则，对读者来说，代码将变得很难理解。

因为没有语法能够在名字空间域内定义局部类的成员 ，所以也不允许局部类声明静态数据成员。

在局部类中嵌套的类可以在其类定义之外被定义，但是，该定义必须出现在包含外围局部类定义的局部域内。在局部域定义中的嵌套类的名字必须由其外围类名限定修饰，在外围类中，该嵌套类的声明不能被省略。例如：

void foo( int val )

{

class Bar {

public:

int barVal;

class nested; // 嵌套类的声明是必需的

};

// 嵌套类定义

class Bar::nested {

// ...

};

}

外围函数没有特权访问局部类的私有成员，当然，这可以通过使外围函数成为局部类的友元来实现。

同嵌套类一样，局部类可以访问的外围域中的名字也是有限的，局部类只能访问在外围局部域中定义的类型名、静态变量以及枚举值，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; // 错误: 局部对象

barVal = ::val; // OK: 全局对象

barVal = si; // ok: 静态局部对象

locVal = b; // ok: 枚举值

}

};

// ...

}

在局部类体内，不包括成员函数定义中的 的名字解析过程是，在外围域中查找出现在局部类定义之前的声明，在局部类的成员函数体内的名字的解析过程是：在查找外围域之前 ，首先直找该类的完整域 。

还是一样，如果先找到的声明使该名字的用法无效，则不考虑其他声明，即使在fooBar() 中使用 val 是错的，编译器也不会找到全局变量val ，除非用全局域解析操作符限定修饰 val，如 ::val 。