C++嵌套类与局部类详细解析

什么是嵌套类和局部类？

在C++中，嵌套类和局部类都是在类内定义的类。嵌套类是指一个类被嵌套在另一个类的内部，而局部类是指一个类被定义在函数内部。

嵌套类

嵌套类的定义

嵌套类的定义是在一个类的内部定义另一个类，并且后者与前者有关联关系。

class OuterClass {
public:
    // 嵌套类的定义
    class NestedClass {
    public:
        void nestedFunction() {
            // 嵌套类的成员函数
        }
    };
};

嵌套类的访问权限

嵌套类的访问权限与普通类的访问权限相同，根据访问说明符（public、protected、private）进行控制。在外部类作用域内，嵌套类可以直接通过外部类名访问。

OuterClass::NestedClass obj; // 对象的声明和定义
obj.nestedFunction(); // 调用嵌套类的成员函数

嵌套类的特点

1. 嵌套类可以访问外部类的所有成员，包括私有成员。
2. 嵌套类的对象可以在外部类作用域内直接创建和访问。
3. 嵌套类的对象可以在外部类的成员函数中创建和访问。

示例说明1：嵌套类的使用

class Stack {
private:
    class Node {
        int data;
        Node* next;
        friend class Stack; // 嵌套类可以访问外部类的私有成员
    };
    Node* top;

public:
    void push(int value) {
        Node* newNode = new Node();
        newNode->data = value;
        newNode->next = top;
        top = newNode;
    }
    void pop() {
        if (top == nullptr) {
            return;
        }
        Node* temp = top;
        top = top->next;
        delete temp;
    }
};

局部类

局部类的定义

局部类是在函数内部定义的类，其作用域仅限于定义它的函数内部。

void outerFunction() {
    class LocalClass {
    public:
        void localFunction() {
            // 局部类的成员函数
        }
    };
}

局部类的访问

局部类是在函数内部定义的，因此它的访问权限仅限于定义它的函数内部。局部类的对象只能在该函数内部进行创建和访问。

void outerFunction() {
    class LocalClass {
    public:
        void localFunction() {
            // 局部类的成员函数
        }
    };

    LocalClass obj; // 仅在函数内部可以创建局部类的对象
    obj.localFunction(); // 调用局部类的成员函数
}

局部类的特点

1. 局部类可以访问外部类的所有成员，包括私有成员。
2. 局部类只能在定义它的函数内部创建和访问。
3. 局部类的对象只能在定义它的函数内部创建和访问。

示例说明2：局部类的使用

void outerFunction() {
    class LocalClass {
    private:
        int data;
    public:
        void setData(int value) {
            data = value;
        }
        int getData() {
            return data;
        }
    };

    LocalClass obj;
    obj.setData(10);
    cout << obj.getData() << endl; // 输出：10
}

总结

嵌套类和局部类都是在类内定义的类。嵌套类是指一个类被嵌套在另一个类的内部，而局部类是指一个类被定义在函数内部。嵌套类和局部类都可以访问外部类的成员，但嵌套类的作用域比较广泛，可以在外部类作用域内创建和访问对象，而局部类的作用域仅限于定义它的函数内部，只能在函数内部创建和访问对象。在实际的程序设计中，可以根据需求选择使用嵌套类或局部类来实现合适的设计。