straustrup2 (852740), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Надо иметь в языке возможностьпредоставлять функции, не являющейся членом, право доступа к частным членам класса. Функция - нечлен класса, - имеющая доступ к его закрытой части, называется другом этого класса. Функция можетстать другом класса, если в его описании она описана как friend (друг). Например:class matrix;class vector {float v[4];// ...friend vector multiply(const matrix&, const vector&);};class matrix {vector v[4];// ...friend vector multiply(const matrix&, const vector&);135Бьерн Страуструп.Язык программирования С++};Функция-друг не имеет никаких особенностей, за исключением права доступа к закрытой части класса.В частности, в такой функции нельзя использовать указатель this, если только она действительно неявляется членом класса. Описание friend является настоящим описанием. Оно вводит имя функции вобласть видимости класса, в котором она была описана, и при этом происходят обычные проверки наналичие других описаний такого же имени в этой области видимости.
Описание friend может находитсякак в общей, так и в частной частях класса, это не имеет значения.Теперь можно написать функцию multiply, используя элементы вектора и матрицы непосредственно:vector multiply(const matrix& m, const vector& v){vector r;for (int i = 0; i<3; i++) { // r[i] = m[i] * v;r.v[i] = 0;for ( int j = 0; j<3; j++)r.v[i] +=m.v[i][j] * v.v[j];}return r;}Отметим, что подобно функции-члену дружественная функция явно описывается в описании класса, скоторым дружит. Поэтому она является неотъемлемой частью интерфейса класса наравне с функциейчленом.Функция-член одного класса может быть другом другого класса:class x {// ...void f();};class y {// ...friend void x::f();};Вполне возможно, что все функции одного класса являются друзьями другого класса.
Для этого естькраткая форма записи:class x {friend class y;// ...};В результате такого описания все функции-члены y становятся друзьями класса x.5.4.2 Уточнение имени членаИногда полезно делать явное различие между именами членов классов и прочими именами. Для этогоиспользуется операция :: (разрешения области видимости):class X {int m;public:int readm() const { return m; }void setm(int m) { X::m = m; }};В функции X::setm() параметр m скрывает член m, поэтому к члену можно обращаться, толькоиспользуя уточненное имя X::m. Правый операнд операции :: должен быть именем класса.Начинающееся с :: имя должно быть глобальным именем.
Это особенно полезно при использовании136Бьерн Страуструп.Язык программирования С++таких распространенных имен как read, put, open, которыми можно обозначать функции-члены, не теряявозможности обозначать ими же функции, не являющиеся членами. Например:class my_file {// ...public:int open(const char*, const char*);};int my_file::jpen(const char* name, const char* spec){// ...if (::open(name,flag)) { // используется open() из UNIX(2)// ...}// ...}5.4.3 Вложенные классыОписание класса может быть вложенным. Например:class set {struct setmem {int mem;setmem* next;setmem(int m, setmem* n) { mem=m; next=n; }};setmem* first;public:set() { first=0; }insert(int m) { first = new setmem(m,first); }// ...};Доступность вложенного класса ограничивается областью видимости лексически объемлющего класса:setmem m1(1,0);// ошибка: setmem не находится// в глобальной области видимостиЕсли только описание вложенного класса не является совсем простым, то лучше описывать этот классотдельно, поскольку вложенные описания могут стать очень запутанными:class setmem {friend class set;// доступно только для членов setint mem;setmem* next;setmem(int m, setmem* n) { mem=m; next=n; }// много других полезных членов};class set {setmem* first;public:set() { first=0; }insert(int m) { first = new setmem(m,first); }// ...};Полезное свойство вложенности - это сокращение числа глобальных имен, а недостаток его в том, чтооно нарушает свободу использования вложенных типов (см.
$$12.3).137Бьерн Страуструп.Язык программирования С++Имя класса-члена (вложенного класса) можно использовать вне описания объемлющего его класса также, как имя любого другого члена:class X {struct M1 { int m; };public:struct M2 { int m; };M1 f(M2);};void f(){ M1 a;M2 b;X::M1 c;X::M2 d;}////////ошибка: имя `M1' вне области видимостиошибка: имя `M1' вне области видимостиошибка: X::M1 частный членнормальноОтметим, что контроль доступа происходит и для имен вложенных классов.В функции-члене область видимости класса начинается после уточнения X:: и простирается до концаописания функции.
Например:M1 X::f(M2 a){ /* ... */ }X::M1 X::f(M2 a){ /* ... */ }// ошибка: имя `M1' вне области видимости// нормальноX::M1 X::f(X::M2 a) // нормально, но третье уточнение X:: излишне{ /* ... */ }5.4.4 Статические членыКласс - это тип, а не некоторое данное, и для каждого объекта класса создается своя копия членов,представляющих данные. Однако, наиболее удачная реализация некоторых типов требует, чтобы всеобъекты этого типа имели некоторые общие данные.
Лучше, если эти данные можно описать как частькласса. Например, в операционных системах или при моделировании управления задачами часто нуженсписок задач:class task {// ...static task* chain;// ...};Описав член chain как статический, мы получаем гарантию, что он будет создан в единственном числе,т.е. не будет создаваться для каждого объекта task.
Но он находится в области видимости класса task, иможет быть доступен вне этой области, если только описан в общей части. В этом случае имя членадолжно уточняться именем класса:if (task::chain == 0)// какие-то операторыВ функции-члене его можно обозначать просто chain. Использование статических членов класса можетзаметно сократить потребность в глобальных переменных.Описывая член как статический, мы ограничиваем его область видимости и делаем его независимым ототдельных объектов его класса.
Это свойство полезно как для функций-членов, так и для членов,представляющих данные:class task {// ...static task* task_chain;static void shedule(int);138Бьерн Страуструп.Язык программирования С++// ...};Но описание статического члена - это только описание, и где-то в программе должно бытьединственное определение для описываемого объекта или функции, например, такое:task* task::task_chain = 0;void task::shedule(int p) { /* ... */ }Естественно, что и частные члены могут определяться подобным образом.Отметим, что служебное слово static не нужно и даже нельзя использовать в определении статическогочлена класса.
Если бы оно присутствовало, возникла бы неоднозначность: указывает ли оно на то, чточлен класса является статическим, или используется для описания глобального объекта или функции?Слово static одно из самых перегруженных служебных слов в С и С++. К статическому члену,представляющему данные, относятся оба основных его значения: "статически размещаемый" , т.е.противоположный объектам, размещаемым в стеке или свободной памяти, и "статический" в смысле сограниченной областью видимости, т.е.
противоположный объектам, подлежащим внешнемусвязыванию. К функциям-членам относится только второе значение static.5.4.5 Указатели на членыМожно брать адрес члена класса. Операция взятия адреса функции-члена часто оказывается полезной,поскольку цели и способы применения указателей на функции, о которых мы говорили в $$4.6.9, вравной степени относятся и к таким функциям. Указатель на член можно получить, применив операциювзятия адреса & к полностью уточненному имени члена класса, например, &class_name::member_name.Чтобы описать переменную типа "указатель на член класса X", надо использовать описатель вида X::*.Например:#include <iostream.h>struct cl{char* val;void print(int x) { cout << val << x << '\n'; }cl(char* v) { val = v; }};Указатель на член можно описать и использовать так:typedef void (cl::*PMFI)(int);int main(){cl z1("z1 ");cl z2("z2 ");cl* p = &z2;PMFI pf = &cl::print;z1.print(1);(z1.*pf)(2);z2.print(3);(p->*pf)(4);}Использование typedef для замены трудно воспринимаемого описателя в С достаточно типичныйслучай.
Операции .* и ->* настраивают указатель на конкретный объект, выдавая в результате функцию,которую можно вызывать. Приоритет операции () выше, чем у операций .* и ->*, поэтому нужны скобки.Во многих случаях виртуальные функции ($$6.2.5) успешно заменяют указатели на функции.5.4.6 Структуры и объединенияПо определению структура - это класс, все члены которого общие, т.е. описание139Бьерн Страуструп.Язык программирования С++struct s { ...это просто краткая форма описанияclass s { public: ...Поименованное объединение определяется как структура, все члены которой имеют один и тот жеадрес ($$R.9.5). Если известно, что в каждый момент времени используется значение только одногочлена структуры, то объявив ее объединением, можно сэкономить память. Например, можноиспользовать объединение для хранения лексем транслятора С:union tok_val {char* p;char v[8];long i;double d;};////////строкаидентификатор (не более 8 символов)значения целыхзначения чисел с плавающей точкойПроблема с объединениями в том, что транслятор в общем случае не знает, какой член используется вданный момент, и поэтому контроль типа невозможен.
Например:void strange(int i){tok_val x;if (i)x.p = "2";elsex.d = 2;sqrt(x.d);// ошибка, если i != 0}Кроме того, определенное таким образом объединение нельзя инициализировать таким кажущимсявполне естественным способом:// ошибка: int присваивается tok_val// ошибка: char* присваивается tok_valtok_val val1 = 12;tok_val val2 = "12";Для правильной инициализации надо использовать конструкторы:union tok_val {char* p;char v[8];long i;double d;tok_val(const char*);tok_val(int ii){ i = ii; }tok_val(double dd) { d = dd; }};//////////строкаидентификатор (не более 8 символов)значения целыхзначения чисел с плавающей точкойнужно выбирать между p и vЭти описания позволяют разрешить с помощью типа членов неоднозначность при перегрузке именифункции (см.
$$4.6.6 и $$7.3). Например:void f(){tok_val a = 10;tok_val b = 10.0;}// a.i = 10// b.d = 10.0Если это невозможно (например, для типов char* и char[8] или int и char и т.д.), то определить, какойчлен инициализируется, можно, изучив инициализатор при выполнении программы, или введядополнительный параметр. Например:tok_val::tok_val(const char* pp){if (strlen(pp) <= 8)140Бьерн Страуструп.strncpy(v,pp,8);elsep = pp;Язык программирования С++// короткая строка// длинная строка}Но лучше подобной неоднозначности избегать.Стандартная функция strncpy() подобно strcpy() копирует строки, но у нее есть дополнительныйпараметр, задающий максимальное число копируемых символов.То, что для инициализации объединения используются конструкторы, еще не гарантирует от случайныхошибок при работе с объединением, когда присваивается значение одного типа, а выбирается значениедругого типа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
