Язык программирования C++. Пятое издание - Стенли Липпман

Как уже упоминалось, вложенный класс — это тип-член содержащего его класса. Члены содержащего класса могут использовать имена вложенного класса таким же образом, как и любой другой тип-член. Поскольку класс QueryResult вложен в класс TextQuery, функция-член query() класса TextQuery может обращаться к имени QueryResult непосредственно:

// тип возвращаемого значения должен указать, что класс QueryResult

// теперь вложенный

TextQuery::QueryResult

TextQuery::query(const string &sought) const {

 // если искомое значение не найдено, возвратить указатель на этот

 // набор

 static shared_ptr<set<line_no>> nodata(new set<line_no>);

 // во избежания добавления слов к wm использовать поиск, а не

 // индексирование!

 auto loc = wm.find(sought);

 if (loc == wm.end())

  return QueryResult(sought, nodata, file); // не найдено

 else

  return QueryResult(sought, loc->second, file);

}

Как обычно, тип возвращаемого значения не находится в области видимости класса (см. раздел 7.4), поэтому сразу было обращено внимание на то, что функция возвращает значение типа TextQuery::QueryResult. Но в теле функции к типу QueryResult можно обращаться непосредственно, как это сделано в операторах return.

Вложенные и содержащие классы независимы

Несмотря на то что вложенный класс определяется в пределах содержащего его класса, важно понимать, что никакой связи между объектами содержащего класса и объектами его вложенного класса (классов) нет. Объект вложенного типа только содержит члены, определенные во вложенном типе. Точно так же у объекта содержащего класса есть только те члены, которые определяются содержащим классом. Он не содержит переменные-члены любых вложенных классов.

Конкретней, второй оператор return в функции-члене TextQuery::query() использует переменные-члены объекта класса TextQuery, для которого была выполнена функция query(), инициализирующая объект класса QueryResult:

return QueryResult(sought, loc->second, file);

Эти члены используются для создания возвращаемого объекта класса QueryResult, поскольку он не содержит члены содержащего его класса.

Упражнения раздела 19.5

Упражнение 19.20. Вложите собственный класс QueryResult в класс TextQuery и повторно запустите написанную в разделе 12.3.2 программу, использующую класс TextQuery.

19.6. Класс объединения, экономящий место

Класс объединения (union) — это специальный вид класса. У него может быть несколько переменных-членов, но в любой момент времени значение может быть только у одного из членов. Когда присваивается значение одному из членов класса объединения, все остальные члены становятся неопределенными. Объем хранилища, резервируемого для объединения, достаточен для содержания наибольшей переменной-члена. Подобно любому классу, класс объединения определяет новый тип.

Некоторые, но не все средства класса объединения применяются одинаково. У класса объединения не может быть члена, являющегося ссылкой, но у него могут быть члены большинства других типов, включая, согласно новому стандарту, типы классов с конструкторами или деструкторами. Объединение может использовать спецификаторы доступа, чтобы сделать члены открытыми закрытыми, или защищенными. По умолчанию, как и у структуры, члены объединения являются открытыми.

Класс объединения может определять функции-члены, включая конструкторы и деструкторы. Но объединения не могут происходить от другого класса и не могут быть использованы как базовый класс. В результате у объединения не может быть виртуальных функций.

Определение объединения

Объединения позволяют создать набор взаимоисключающих значений, которые могут иметь разные типы. Предположим, например, что существует процесс, в ходе которого обрабатываются различные виды числовых или символьных данных. Для хранения этих значений можно было бы использовать следующее объединение.

// объект типа Token способен содержать один член, имеющий любой из

// следующих типов

union Token {

 // члены по умолчанию открыты

 char cval;

 int ival;

 double dval;

};

Определение объединения начинается с ключевого слова union, за которым следует имя объединения (не обязательно) и набор его членов, заключенный в фигурные скобки. Этот код определяет объединение по имени Token, способное содержать значение типа char, int или double.

Использование объединения

Имя объединения — это имя типа. Подобно встроенным типам, по умолчанию объединения не инициализированы. Объединение можно явно инициализировать таким же образом, как и агрегатные классы (см. раздел 7.5.5), — при помощи инициализаторов, заключенных в фигурные скобки:

Token first_token = {'a'}; // инициализирует член cval

Token last_token;          // не инициализированный объект Token

Token *pt = new Token;     // указатель на не инициализированный

                           // объект Token

Если инициализатор есть, он используется для инициализации первого члена. Следовательно, инициализация объединения first_token присваивает значение его члену cval.

К членам объекта типа объединения обращаются при помощи обычных операторов доступа к члену:

last_token.cval = 'z';

pt->ival = 42;

Присвоение значения переменной-члену объекта объединения делает другие его переменные-члены неопределенными. В результате при использовании объединения следует всегда знать, какое именно значение в настоящее время хранится в нем. В зависимости от типов членов возвращение или присвоение хранимого в объединении значения при помощи неправильной переменной-члена может привести к аварийному отказу или неправильному поведению программы.

Анонимные объединения

Анонимное объединение (anonymous union) — это безымянное объединение, не содержащее объявлений между закрывающей фигурной скобкой, завершающей его тело, и точкой с запятой, завершающей определение объединения (см. раздел 2.6.1). При определении анонимного объединения компилятор автоматически создает безымянный объект только что определенного типа объединения:

union { // анонимное объединение

 char cval;

 int ival;

 double dval;

}; // определяет безымянный объект, к членам которого можно обращаться

   // непосредственно

cval = 'c'; // присваивает новое значение безымянному, анонимному

            // объекту объединения

ival = 42;  // теперь этот объект содержит значение 42

Члены анонимного объединения непосредственно доступны в той области видимости, где определено анонимное объединение.

У анонимного объединения не может быть закрытых или защищенных членов, кроме того, оно не может определять функции-члены.

Объединения с членами типа класса

По прежним стандартам языка С++ у объединений не могло быть членов типа класса, которые определяли бы собственные конструкторы или функции-члены управления копированием. По новому стандарту это ограничение снято. Однако объединения с членами, способными определять собственные конструкторы и (или) функции-члены управления копированием, куда сложней в применении, чем объединения только с членами встроенного типа.

Если у объединения есть члены только встроенного типа, для изменения содержащегося в нем значения можно использовать обычное присвоение. С объединениями, у которых есть члены нетривиальных типов, все не так просто. При присвоении или замене значения члена объединения типа класса следует создать или удалить этот член соответственно: при присвоении объединению значения типа класса следует запустить конструктор для типа данного элемента, а при замене — запустить его деструктор.

Если у объединения есть члены только встроенного типа, компилятор сам синтезирует почленные версии стандартного конструктора и функций-членов управления копированием. Но для объединений, у которых есть член типа класса, определяющего собственный стандартный конструктор или функция-член управления копированием, это не так. Если тип члена объединения определяет одну из этих функций-членов, компилятор синтезирует соответствующий член объединения как удаленный (см. раздел 13.1.6).