- 内容提要
- 前言
- 第 1 章 预备知识
- 第 2 章 开始学习 C++
- 第 3 章 处理数据
- 第 4 章 复合类型
- 第 5 章 循环和关系表达式
- 第 6 章 分支语句和逻辑运算符
- 第 7 章 函数——C++的编程模块
- 第 8 章 函数探幽
- 第 9 章 内存模型和名称空间
- 第 10 章 对象和类
- 第 11 章 使用类
- 第 12 章 类和动态内存分配
- 第 13 章 类继承
- 第 14 章 C++中的代码重用
- 第 15 章 友元、异常和其他
- 第 16 章 string 类和标准模板库
- 第 17 章 输入、输出和文件
- 第 18 章 探讨 C++新标准
- 附录 A 计数系统
- 附录 B C++保留字
- 附录 C ASCII 字符集
- 附录 D 运算符优先级
- 附录 E 其他运算符
- 附录 F 模板类 string
- 附录 G 标准模板库方法和函数
- 附录 H 精选读物和网上资源
- 附录 I 转换为 ISO 标准 C++
- 附录 J 复习题答案
10.6 类作用域
第 9 章介绍了全局(文件)作用域和局部(代码块)作用域。可以在全局变量所属文件的任何地方使用它,而局部变量只能在其所属的代码块中使用。函数名称的作用域也可以是全局的,但不能是局部的。C++类引入了一种新的作用域:类作用域。
在类中定义的名称(如类数据成员名和类成员函数名)的作用域都为整个类,作用域为整个类的名称只在该类中是已知的,在类外是不可知的。因此,可以在不同类中使用相同的类成员名而不会引起冲突。例如,Stock 类的 shares 成员不同于 JobRide 类的 shares 成员。另外,类作用域意味着不能从外部直接访问类的成员,公有成员函数也是如此。也就是说,要调用公有成员函数,必须通过对象:
同样,在定义成员函数时,必须使用作用域解析运算符:
总之,在类声明或成员函数定义中,可以使用未修饰的成员名称(未限定的名称),就像 sell( ) 调用 set_tot( ) 成员函数时那样。构造函数名称在被调用时,才能被识别,因为它的名称与类名相同。在其他情况下,使用类成员名时,必须根据上下文使用直接成员运算符(.)、间接成员运算符(->)或作用域解析运算符(::)。下面的代码片段演示了如何访问具有类作用域的标识符:
10.6.1 作用域为类的常量
有时候,使符号常量的作用域为类很有用。例如,类声明可能使用字面值 30 来指定数组的长度,由于该常量对于所有对象来说都是相同的,因此创建一个由所有对象共享的常量是个不错的主意。您可能以为这样做可行:
但这是行不通的,因为声明类只是描述了对象的形式,并没有创建对象。因此,在创建对象前,将没有用于存储值的空间(实际上,C++11 提供了成员初始化,但不适用于前述数组声明,第 12 章将介绍该主题)。然而,有两种方式可以实现这个目标,并且效果相同。
第一种方式是在类中声明一个枚举。在类声明中声明的枚举的作用域为整个类,因此可以用枚举为整型常量提供作用域为整个类的符号名称。也就是说,可以这样开始 Bakery 声明:
注意,用这种方式声明枚举并不会创建类数据成员。也就是说,所有对象中都不包含枚举。另外,Months 只是一个符号名称,在作用域为整个类的代码中遇到它时,编译器将用 30 来替换它。
由于这里使用枚举只是为了创建符号常量,并不打算创建枚举类型的变量,因此不需要提供枚举名。顺便说一句,在很多实现中,ios_base 类在其公有部分中完成了类似的工作,诸如 ios_base::fixed 等标识符就来自这里。其中,fixed 是 ios_base 类中定义的典型的枚举量。
C++提供了另一种在类中定义常量的方式——使用关键字 static:
这将创建一个名为 Months 的常量,该常量将与其他静态变量存储在一起,而不是存储在对象中。因此,只有一个 Months 常量,被所有 Bakery 对象共享。第 12 章将深入介绍静态类成员。在 C++98 中,只能使用这种技术声明值为整数或枚举的静态常量,而不能存储 double 常量。C++11 消除了这种限制。
10.6.2 作用域内枚举(C++11)
传统的枚举存在一些问题,其中之一是两个枚举定义中的枚举量可能发生冲突。假设有一个处理鸡蛋和 T 恤的项目,其中可能包含类似下面这样的代码:
这将无法通过编译,因为 egg Small 和 t_shirt Small 位于相同的作用域内,它们将发生冲突。为避免这种问题,C++11 提供了一种新枚举,其枚举量的作用域为类。这种枚举的声明类似于下面这样:
也可使用关键字 struct 代替 class。无论使用哪种方式,都需要使用枚举名来限定枚举量:
枚举量的作用域为类后,不同枚举定义中的枚举量就不会发生名称冲突了,而您可继续编写处理鸡蛋和 T 恤的项目。
C++11 还提高了作用域内枚举的类型安全。在有些情况下,常规枚举将自动转换为整型,如将其赋给 int 变量或用于比较表达式时,但作用域内枚举不能隐式地转换为整型:
但在必要时,可进行显式类型转换:
枚举用某种底层整型类型表示,在 C++98 中,如何选择取决于实现,因此包含枚举的结构的长度可能随系统而异。对于作用域内枚举,C++11 消除了这种依赖性。默认情况下,C++11 作用域内枚举的底层类型为 int。另外,还提供了一种语法,可用于做出不同的选择:
:short 将底层类型指定为 short。底层类型必须为整型。在 C++11 中,也可使用这种语法来指定常规枚举的底层类型,但如果没有指定,编译器选择的底层类型将随实现而异。
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