【C++指南】类和对象(九):内部类

news/2024/12/24 9:24:04 标签: c++, 开发语言

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引言

在 C++ 编程中,内部类(也称为嵌套类)是一个定义在另一个类作用域内的类

内部类提供了一种封装和逻辑分组的方式,使得代码更加模块化和易于管理。

本文将详细介绍 C++ 中内部类的定义、使用场景、访问权限及其与外围类(外部类)的相互作用。

目录

引言

🍃内部类的定义

🍃内部类与外部类的相互作用

1.内部类访问外部类的成员:

2.外部类访问内部类的成员:

🍃内部类的使用场景

结语


 

 

 

🍃内部类的定义

内部类是在一个类的成员部分定义的另一个类。

内部类是⼀个独立的类,跟定义在 全局相比,他只是受外部类类域限制和访问限定符限制,所以外部类定义的对象中不包含内部类。

  • 计算外部类对象的大小就不会将内部类的成员包括在内

简单来说内部类与外部类的关系就是:(划重点)

内部类是外部类的友元类,但外部类不是内部类的友元类,并且内部类受到外部类类域限制和访问限定符限制。

 

🍃内部类与外部类的相互作用

1.内部类访问外部类的成员

简单来说:内部类默认是外部类的友元类

        <1>内部类可以定义在外部类的public、protected、private中都是可以的。

        <2>内部类可以直接访问外部类中的static、枚举成员、不需要外部类的对象名。

        <3>内部类访问外部类的普通成员,需要借助外部类对象(否则无法得知访问的是哪一个对象的)

 例如:

#include <iostream>  
using namespace std;
class A
{
private: static int k;
               int h;
public: class B{
                     void foo(){
                           cout<<k<<endl;//OK
                           //cout<<h<<endl;//ERROR
                     }
              };
};
int A::k=3;

这里cout<<h<<endl;是一个非常常见的错误。因为内部类是一个独立的类,不属于外部类,所以此时还没有外部类的对象,显然也不存在h。

而k就不同了,静态成员不需要外部类的对象就已存在,所以这里k是OK的。

 

想要在内部类访问外部类的普通成员,就需要通过外部类对象的方式,比如下方代码,传递一个外部类对象作为参数就可以访问外部类成员

#include <iostream>  
using namespace std;
class A
{
private: static int k;
       int h;
public: class B {
    void foo(const A& a ) 
    {
        cout << k << endl;//外部类的静态成员,内部类可以直接访问
        cout<<a.h<<endl;//外部类的普通成员,内部类需要借助外部类对象访问
    }
};
};
int A::k = 3;

 

2.外部类访问内部类的成员

内部类不属于外部类,更不能通过外部类的对象去调用内部类。外部类对内部类没有任何优越的访问权限。

 

内部类在定义它的外围类的作用域内是可见的,但在外围类外部是不可见的。 

  • 假如内部类受外部类公有限定符限制,需要通过外部类限定符限定的方式创建内部类对象
  • 假如内部类是受外部私有或保护限定符限制,那么在类外无法创建内部类的对象(如果你不想外部可以创建内部类的对象,就可以这么做)
  • 外部类无法访问内部类的私有成员
#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
private:
    static int _k;
    int _h = 1;
public:
    class B // B默认就是A的友元

    {
    public:
        void foo(const A& a)
        {
            cout << _k << endl; //OK
            cout << a._h << endl; //OK
        }
    private:
        static int a;
    };
    void fun()
    {
        //cout << B::a << endl;
        //外部类无法访问内部类的私有成员
    }
    
};
int A::_k = 1;
int main()
{
    
    A::B b;//假如内部类受外部类公有限定符限制,可以这样创建内部类对象
    A aa;
    
    return 0;
}

 

🍃内部类的使用场景

  1. 封装和隐藏实现细节:内部类可以隐藏实现细节,使得外围类的接口更加简洁。————内部类本质也是⼀种封装,当A类跟B类紧密关联,A类实现出来主要就是给B类使用,那么可以考 虑把A类设计为B的内部类,如果放到private/protected位置,那么A类就是B类的专属内部类,其他地方都用不了
  2. 实现辅助类内部类可以作为外围类的辅助类,用于实现一些具体的功能,而不影响外围类的整体结构。
  3. 避免命名冲突:通过内部类,可以避免不同命名空间或类中的命名冲突。
  4. 访问权限控制:内部类可以更好地控制对特定成员或方法的访问权限。

 

 

结语

C++ 中的内部类提供了一种灵活的方式来封装和隐藏实现细节,使得代码更加模块化和易于管理。

通过内部类,可以更好地控制访问权限,避免命名冲突,并实现辅助类来支持外围类的功能。

理解内部类的定义、访问权限及其与外围类的相互作用,对于编写高质量的 C++ 代码至关重要。

 


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