嵌套类,PIMPL

类作用域:
1、作用域可分为 类作用域、类名的作用域以及 对象的作用域几部分内容。
2、 在类中定义的成员变量和成员函数的作用域是整个类,这些名称只有在类中(包含类的定义部分和类外函数实现部分)是可见的,在类外是不可见的,因此,可以在不同类中使用相同的成员名。另外, 类作用域意味着不能从外部直接访问类的任何成员,即使该成员的访问权限是public,也要通过对象名来调用,对于static成员,要指定类名来调用。
3、如果发生“屏蔽”现象, 类成员的可见域将小于作用域,但此时可借助this指针或“类名::”形式指明所访问的是类成员,这有些类似于使用“::”访问全局变量。

#include <iostream>
using namespace std;
int x = 100;                               //定义性声明,全局int型变量x
int z = 200;                               //定义性声明,全局int型变量z
class Example                            //Example类定义
{
        int x;                                 //默认为private的成员列表
        int y;
public:
        Example(int xp = 0, int yp = 0)       //构造函数
        {
                x = xp;
                y = yp;
        }
        void print(int x)                                  //成员函数print,形参为x
        {
                cout << "传递来的参数:  " <<x  << endl;                                                           
//形参x覆盖掉了成员x和全局变量x
                cout << "成员x:  " << (this->x) << ", 成员y:  " << y << endl;                           
//此处的y指的是成员y,如果要访问成员x,可使用this指针
                cout << "除了this指针外,还可以使用类名::的形式:" << endl;
                cout << "成员x:  " << Example::x << ", 成员y:  " << y << endl;                          
//或使用类名加作用域限定符的形式指明要访问成员x
                cout << "全局x:  " << (::x) << endl;                                                                   
 //访问全局变量x
                cout << "全局z:  " << z << endl;                                                                        
//没有形参、数据成员对全局变量z构成屏蔽,直接访问z即可
        }
};

int main()
{
        Example ex1;                                              //声明一个Example类的对象ex1
        ex1.print(5);                                                //调用成员函数print()
        return 0;
}
类定义的作用域与可见域:
使用类名创建对象时,首要的前提是类名可见,类名是否可见取决于类定义的可见域,该可见域同样包含在其作用域中,类本身可被定义在3种作用域内,这也是类定义的作用域:
(1)全局作用域
在函数和其他类定义的外部定义的类称为 全局类,全局类具有全局作用域。
(2)类作用域  类中类、嵌套类  )
一个类可以定义在另一类的定义中,这是所谓 嵌套类,举例来说,如果类A定义在类B中,如果A的访问权限是public,则A的作用域可认为和B的作用域相同,不同之处在于必须使用B::A的形式访问A的类名。当然,如果A的访问权限是 private,则只能在类内使用类名创建该类的对象,无法在外部创建A类的对象。
(3)块作用域
类的定义在代码块中,这是所谓 局部类,该类完全被块包含,其作用域仅仅限于定义所在块,不能在块外使用类名声明该类的对象。
(4)类名也存在覆盖
和普通变量的覆盖原则一样,类名也存在“屏蔽”和“覆盖”,不过,依旧可使用作用域声明符“::”指定具体使用的类名,如“::类名”访问的是全局类,使用“外部类::嵌套类”访问嵌套类。

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,即使这些是private的。

//PIMPL模式优点:   (pointer to implementation)
//1. 实现信息隐藏
//2. 保持接口的稳定 --> 只要保证头文件不做修改,
//   对实现文件进行修改 -->  对库进行升级
//3. 如果是第三方公司在使用该库,可以做到平滑升级
//   它能够满足二进制兼容性
//pointer to implementation, 指向实现的指针
--------nested.h--------
#ifndef __NESTED_H__
#define __NESTED_H__
#include<iostream>
using namespace std;
class Line
{
        private:
                class LinePimpl;     // 前向声明
                LinePimpl* _LinePimpl;
        public:
                Line(int,int,int,int);
                ~Line();
                void printLine();
};
#endif

--------main.cpp--------
#include"nested.h"
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
        Line l1(1,2,3,4);
        l1.printLine();
        return 0;
}

--------nested.cpp--------
// LinePimpl 实现
#include"nested.h"
#include<iostream>
using namespace std;
class Line::LinePimpl   // 这里的Line::可以不要,类里面只是前向声明,不存在作用域范围
{
        private:
                class Point     // 嵌套类
                {
                                int _x;      // 最开头,默认private
                                int _y;
                        public:
                                Point(int x=0,int y=0):_x(x),_y(y)
                                {
                                        cout<<"Line::LinePimpl::Point::Point(int,int)"<<endl;
                                }
                                ~Point()
                                {
                                        cout<<"Line::LinePimpl::Point::~Point()"<<endl;
                                }
                                void printPoint();
                };
                Point _p1;
                Point _p2;
        public:
                LinePimpl(int ix=0,int iy=0,int jx=0,int jy=0):_p1(ix,iy),_p2(jx,jy)
                {
                        cout<<"Line::LinePimpl::LinePimpl(int,int,int,int)"<<endl;
                }
                ~LinePimpl()
                {
                        cout<<"Line::LinePimpl::~LinePimpl()"<<endl;
                }
                void printLine();
};
void Line::LinePimpl::Point::printPoint()
{
        cout<<"Line::LinePimpl::Point::printPoint()"<<endl;
        cout<<"("<<_x<<","<<_y<<")"<<endl;
}
void Line::LinePimpl::printLine()
{
        cout<<"Line::LinePimpl::printLine()"<<endl;
        _p1.printPoint();
        cout<<"->"<<endl;
        _p2.printPoint();
}
//外围类Line实现
Line::Line(int x1=0,int y1=0,int x2=0,int y2=0):_LinePimpl(new LinePimpl(x1,y1,x2,y2))
{
        cout<<"Line::Line(int,int,int,int)"<<endl;
}
Line::~Line()
{
        cout<<"Line::~Line()"<<endl;
        delete _LinePimpl;
}
void Line::printLine()
{
        cout<<"Line::printLine()"<<endl;
        _LinePimpl->printLine();
}

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