为什么要在C ++中使用嵌套类？

Question

有人可以将我引向一些不错的资源来理解和使用嵌套类吗？我有一些像《编程原理》之类的材料，以及诸如《IBM Knowledge Center-Nested Classes》之类的东西但是我仍然很难理解他们的目的。有人可以帮我吗？

Answer 1

嵌套类与常规类一样，但是：

它们具有附加的访问限制（就像类定义中的所有定义一样），

它们不会污染给定的名称空间，例如全局名称空间。如果您认为B类与A类之间的联系如此紧密，但是A和B的对象不一定相关联，那么您可能希望仅通过对A类进行范围界定来访问B类（将其称为A ：：类）。

一些例子：

公开嵌套类以将其置于相关类的范围内

假设您想拥有一个SomeSpecificCollection将聚集class对象的类Element。然后，您可以：

声明两个类：SomeSpecificCollection和Element-不好，因为名称“ Element”足够通用，可能导致名称冲突

引入命名空间someSpecificCollection并声明类someSpecificCollection::Collection和someSpecificCollection::Element。没有名称冲突的风险，但是它还能变得更加冗长吗？

声明两个全局类SomeSpecificCollection和SomeSpecificCollectionElement-有一些小缺点，但可能还可以。

声明全局类SomeSpecificCollection和Element作为其嵌套类的类。然后：

您不会冒任何名称冲突的风险，因为Element不在全局名称空间中，

在实现中，SomeSpecificCollection您将just Element，以及其他所有地方都称为SomeSpecificCollection::Element-，看起来与3.相同，但更清楚

显而易见，它是“特定集合的元素”，而不是“特定集合的元素”

可见这SomeSpecificCollection也是一个类。

我认为，最后一个变体肯定是最直观，因此也是最好的设计。

让我强调一下-与使两个全局类具有更详细的名称没有太大区别。它只是一个很小的细节，但是恕我直言，它使代码更加清晰。

在类范围内引入另一个范围

这对于引入typedef或枚举特别有用。我将在此处发布一个代码示例：

class Product {

public:

    enum ProductType {

        FANCY, AWESOME, USEFUL

    };

    enum ProductBoxType {

        BOX, BAG, CRATE

    };

    Product(ProductType t, ProductBoxType b, String name);

    // the rest of the class: fields, methods

};

然后一个将呼叫：

Product p(Product::FANCY, Product::BOX);

但是，在查看的代码完成建议时Product::，通常会列出所有可能的枚举值（BOX，FANCY，CRATE），并且在这里容易出错（C ++ 0x的强类型枚举可以解决该问题，但是没关系）。

但是，如果您使用嵌套类为这些枚举引入其他范围，则情况可能看起来像：

class Product {

public:

    struct ProductType {

        enum Enum { FANCY, AWESOME, USEFUL };

    };

    struct ProductBoxType {

        enum Enum { BOX, BAG, CRATE };

    };

    Product(ProductType::Enum t, ProductBoxType::Enum b, String name);

    // the rest of the class: fields, methods

};

然后，调用看起来像：

Product p(Product::ProductType::FANCY, Product::ProductBoxType::BOX);

然后，通过输入Product::ProductType::IDE，只能从建议的范围中获取枚举。这也减少了犯错的风险。

当然，对于小型类而言，这可能不是必需的，但是如果一个类有很多枚举，那么对于客户端程序员来说，事情变得更容易了。

同样，如果需要，您可以在模板中“组织”一大堆typedef。有时这是一个有用的模式。

PIMPL成语

PIMPL（指向IMPLementation的指针的缩写）是一种惯用法，可用于从标头中删除类的实现细节。每当头的“实现”部分更改时，这都减少了根据类的头重新编译类的需求。

通常使用嵌套类来实现：

Xh：

class X {

public:

    X();

    virtual ~X();

    void publicInterface();

    void publicInterface2();

private:

    struct Impl;

    std::unique_ptr<Impl> impl;

}

X.cpp：

#include "X.h"

#include <windows.h>

struct X::Impl {

    HWND hWnd; // this field is a part of the class, but no need to include windows.h in header

    // all private fields, methods go here

    void privateMethod(HWND wnd);

    void privateMethod();

};

X::X() : impl(new Impl()) {

    // ...

}

// and the rest of definitions go here

如果完整的类定义需要某些外部库中类型的定义，该外部库具有沉重的或难看的头文件（使用WinAPI），则此功能特别有用。如果使用PIMPL，则只能将任何特定于WinAPI的功能封装在中，.cpp而永远不要将其包括在内.h。