C++ 内部类、嵌套类

2023-05-16

1. 嵌套类(nested class)

一个类可以定义在另一个类的内部，前者称为嵌套类，嵌套类时一个独立的类，和外层类基本没什么关系,它通过提供新的类型类作用域来避免名称混乱.
嵌套类必须声明在类的内部，但是可以定义在类的内部或者外部。在外层类之外定义一个嵌套类时，必须以外层类的名字限定嵌套类的名字。
嵌套类的名字只在外围类可见。
类的私有成员只有类的成员和友元可以访问，因此外围类不可以访问嵌套类的私有成员。嵌套类可以访问外围类的成员（通过对象、指针或者引用）。
一个好的嵌套类设计：嵌套类应该设成私有。嵌套类的成员和方法可以设为 public 。
嵌套类可以直接访问外围类的静态成员、类型名（ typedef ）、枚举值。

（内部类与外部类）

1.1 作用域

嵌套类的声明位置决定了嵌套类的作用域，即它决定了程序的那部分可以创建嵌套类的对象。

如果嵌套类声明在一个类的私有部分，则只有嵌套类的外部类可以知道它。上面的类就是这种情况。

如果嵌套类声明在一个类的保护部分，对于后者是可见的，对于外界是不可见的。派生类知道该嵌套类，并且可以直接创建这种类型的对象。

如果嵌套类声明在一个类的公有部分，则允许后者，后者的派生类以及外部世界使用。然后在外部使用时，必须加上外部类的外部类作用域限制符,如：使用NestedClass 时，应该这样定义 OutClass::NestedClass nestedInstance.

嵌套结构和枚举的作用域于此相同。许多程序员使用公有的枚举提供客户使用的类常量。

下面表格总结了，嵌套类、结构、枚举的作用域特征。

1.2 访问权限

在外部类中声明嵌套类并没有赋予外部类任何对嵌套类的访问权限，也没有赋予任何嵌套类对于外部类的访问权限。与一般类的访问控制相同（私有，公有，保护）。

局部类

类可以定义在某个函数的内部，这样的类被称为局部类，局部类定义的类型只在定义它的作用域内可见。
局部类不能使用函数作用域中的变量。
局部类已经封装在函数作用域中，通过信息隐藏进一步封装就显得没什么必要了。
可以在局部类的内部再嵌套一个类，此时，嵌套类的定义可以出现在局部类之外且与局部类相同的作用域中。

（c++不能在函数中定义函数。c++在类中定义的函数也就是成员函数。）这个类以及由它创建的对象，都局限在该函数作用域中；必须在类内实现所有的成员函数，不能拿到类外。因为函数是不可以嵌套定义的；若类内含有静态数据成员，必须在该函数外初始化；类内不可含有静态函数成员；类中不可使用包裹它的函数所定义的除静态外的局部变量。

c++内部类与java内部类最大的区别就是：
c++的内部类对象没有外部类对象的指针，不能访问外部类对象的非静态成员；java的非静态内部类对象有外部类对象的指针，能访问外部类对象的非静态成员。

1 局部类Demo 示例
int a;
　　void fun()
　　{
　　static int s;
　　class A
　　{
　　　　public:
　　　　void init(int i) { s = i; }
　　};
　　A m;
　　m.init(10);
　　}

2 局部类的另一个用途是用来实现类型转化
class Interface
{
public:
virtual void Fun() = 0;
};

template <class T, class P>
Interface* MakeAdapter(const T& obj, const P& arg)
{
int x;
class Local : public Interface
{
public:
Local(const T& obj, const P& arg)
: obj_(obj), arg_(arg) {}
virtual void Fun()
{
x = 100;
obj_.Call(arg_);
}
private:
T obj_;
P arg_;
};
return new Local(obj, arg);
}

.内嵌类
是在类体内定义的又一个类。外面的类叫外围类。这个类以及由它创建的对象，都局限在外层类作用域中；

外界能否使用内层类，全在于访问权限；若能使用，定要以外围类::内层类格式来用；

是类组合演化的又一种类间关系，即组合或聚集成员不是产生于其它类，而是产生于内层类；内层类的成员函数，可以在类内实现，也可以在外层类之外实现；

内层类的成员函数对外围类的成员没有访问权，反之亦然

定义嵌套类的目的在于隐藏类名，减少全局的标识符，从而限制用户能否使用该类建立对象。这样可以提高类的抽象能力，并且强调了两个类(外围类和嵌套类)之间的主从关系。

1 下面是一个嵌套类的例子
class A
　　{
　　 public:
　　　　class B
　　　　{
　　　　public:
　　　　　　…
　　　　private:
　　　　　　…
　　　　};
　　　　void f();
　　　　private:
　　　　int a;
　　}
其中，类B是一个嵌套类，类A是外围类，类B定义在类A的类体内。

2 对嵌套类的若干说明：

1、从作用域的角度看，嵌套类被隐藏在外围类之中，该类名只能在外围类中使用。如果在外围类的作用域内使用该类名时，需要加名字限定。
2、从访问权限的角度来看，嵌套类名与它的外围类的对象成员名具有相同的访问权限规则。不能访问嵌套类的对象中的私有成员函数，也不能对外围类的私有部分中的嵌套类建立对象。
3、嵌套类中的成员函数可以在它的类体外定义。
4、嵌套类中说明的成员不是外围类中对象的成员，反之亦然。嵌套类的成员函数对外围类的成员没有访问权，反之亦然。国此，在分析嵌套类与外围类的成员访问关系时，往往把嵌套类看作非嵌套类来处理。

上述的嵌套类可写成如下格式：

class A
　　{
　　public:
　　　　void f();
　　private:
　　　　int a;
　　};
 
　　　　class B
　　{
　　　　public:
　　　　…
　　private:
　　　　…
　　};

由引可见，嵌套类仅仅是语法上的嵌入。

5、在嵌套类中说明的友元对外围类的成员没有访问权。
6、如果嵌套类比较复杂，可以只在外围类中对嵌套类进行说明，关于嵌套的详细的内容可在外围类体外的文件域中进行定义。

参考：

[1] https://blog.csdn.net/u010236550/article/details/19117127

[2] https://www.jianshu.com/p/7d968b1986d4

[3] https://blog.csdn.net/c1392851600/article/details/85332435

[4] https://www.cnblogs.com/chengkeke/p/5417365.html

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