甲class或struct还可以包含另一个class/struct内部本身的定义,这被称为“嵌套类”; 在这种情况下,包含类称为“封闭类”。嵌套类定义被认为是封闭类的成员,但在其他方面则是单独的。
struct Outer {
struct Inner { };
};从封闭类的外部,可以使用范围运算符访问嵌套类。但是,在封闭类的内部,可以使用没有限定符的嵌套类:
struct Outer {
struct Inner { };
Inner in;
};
// ...
Outer o;
Outer::Inner i = o.in;与非嵌套class/一样struct,成员函数和静态变量可以在嵌套类内或在封闭的名称空间中定义。但是,由于它们被认为是与嵌套类不同的类,因此无法在封闭类中定义它们。
// 坏。
struct Outer {
struct Inner {
void do_something();
};
void Inner::do_something() {}
};
// 好。
struct Outer {
struct Inner {
void do_something();
};
};
void Outer::Inner::do_something() {}与非嵌套类一样,嵌套类可以在以后直接声明和定义,前提是在直接使用之前对其进行了定义。
class Outer {
class Inner1;
class Inner2;
class Inner1 {};
Inner1 in1;
Inner2* in2p;
public:
Outer();
~Outer();
};
class Outer::Inner2 {};
Outer::Outer() : in1(Inner1()), in2p(new Inner2) {}
Outer::~Outer() {
if (in2p) { delete in2p; }
}在C ++ 11之前,嵌套类只能static从封闭的类中访问类型名称,成员和枚举数。封闭类中定义的所有其他成员是禁止进入的。
从C ++ 11开始,嵌套类及其成员被视为friend封闭类的成员,并且可以根据通常的访问规则来访问其所有成员。如果嵌套类的成员需要能够评估封闭类的一个或多个非静态成员,则必须为它们传递一个实例:
class Outer {
struct Inner {
int get_sizeof_x() {
return sizeof(x); // 合法(C ++ 11):x未评估,因此不需要实例。
}
int get_x() {
return x; // 非法:没有实例就无法访问非静态成员。
}
int get_x(Outer& o) {
return o.x; // 合法(C ++ 11):作为Outer的成员,Inner可以访问私有成员。
}
};
int x;
};相反,封闭类不会被视为嵌套类的朋友,因此,如果未明确授予其权限,则无法访问其私有成员。
class Outer {
class Inner {
// 朋友班外
int x;
};
Inner in;
public:
int get_x() {
return in.x; // 错误:int Outer :: Inner :: x是私有的。
// Uncomment "friend" line above to fix.
}
};嵌套类的朋友不会自动视为封闭类的朋友;如果他们也需要成为封闭类的朋友,则必须分别声明。相反,由于封闭类不会自动被视为嵌套类的朋友,因此封闭类的朋友也不会被视为嵌套类的朋友。
class Outer {
friend void barge_out(Outer& out, Inner& in);
class Inner {
friend void barge_in(Outer& out, Inner& in);
int i;
};
int o;
};
void barge_in(Outer& out, Outer::Inner& in) {
int i = in.i; // 好。
int o = out.o; // 错误:int Outer :: o是私有的。
}
void barge_out(Outer& out, Outer::Inner& in) {
int i = in.i; // 错误:int Outer :: Inner :: i是私有的。
int o = out.o; // 好。
}与所有其他类成员一样,嵌套类只有在具有公共访问权限的情况下才能从类外部进行命名。但是,只要您未明确命名它们,都可以访问它们,而不论访问修饰符是什么。
class Outer {
struct Inner {
void func() { std::cout << "I have no private taboo.\n"; }
};
public:
static Inner make_Inner() { return Inner(); }
};
// ...
Outer::Inner oi; // 错误:外部::内部是私有的。
auto oi = Outer::make_Inner(); // 好。
oi.func(); // 好。
Outer::make_Inner().func(); // 好。您也可以为嵌套类创建类型别名。如果封闭类中包含类型别名,则嵌套类型和类型别名可以具有不同的访问修饰符。如果类型别名在封闭类的外部,则它要求嵌套类typedef或其嵌套类是公共的。
class Outer {
class Inner_ {};
public:
typedef Inner_ Inner;
};
typedef Outer::Inner ImOut; // 好。
typedef Outer::Inner_ ImBad; // 错误。
// ...
Outer::Inner oi; // 好。
Outer::Inner_ oi; // 错误。
ImOut oi; // 好。与其他类一样,嵌套类既可以从其他类派生也可以从其他类派生。
struct Base {};
struct Outer {
struct Inner : Base {};
};
struct Derived : Outer::Inner {};通过允许程序员根据需要更新嵌套的类,这在封闭类是从另一个类派生的情况下很有用。可以与typedef结合使用,以为每个封闭类的嵌套类提供一致的名称:
class BaseOuter {
struct BaseInner_ {
virtual void do_something() {}
virtual void do_something_else();
} b_in;
public:
typedef BaseInner_ Inner;
virtual ~BaseOuter() = default;
virtual Inner& getInner() { return b_in; }
};
void BaseOuter::BaseInner_::do_something_else() {}
// ---
class DerivedOuter : public BaseOuter {
//注意使用合格的typedef;BaseOuter :: BaseInner_是私有的。
struct DerivedInner_ : BaseOuter::Inner {
void do_something() override {}
void do_something_else() override;
} d_in;
public:
typedef DerivedInner_ Inner;
BaseOuter::Inner& getInner() override { return d_in; }
};
void DerivedOuter::DerivedInner_::do_something_else() {}
// ...
// 调用BaseOuter :: BaseInner _ :: do_something();
BaseOuter* b = new BaseOuter;
BaseOuter::Inner& bin = b->getInner();
bin.do_something();
b->getInner().do_something();
// 调用DerivedOuter :: DerivedInner _ :: do_something();
BaseOuter* d = new DerivedOuter;
BaseOuter::Inner& din = d->getInner();
din.do_something();
d->getInner().do_something();在上述情况下,BaseOuter和分别DerivedOuter提供成员类型InnerasBaseInner_和DerivedInner_。这允许在不破坏封闭类的接口的情况下派生嵌套类型,并允许嵌套类型被多态使用。