类声明

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类(class)与结构体(struct)是用户定义类型,以 类说明符 定义,它在声明语法的 声明说明符序列 中出现。类说明符拥有下列语法:

类关键词 attr 类头名 基类子句 { 成员说明 }
类关键词 - classstruct 之一。除了默认成员访问和默认基类访问之外,两个关键词是等同的。
attr(C++11) - 可选的任何数量属性序列,可包含 alignas 指定符
类头名 - 所定义的类的名字。可选地有限定,可选地后随关键词 final。名字可以省略,该情况下类是无名的(注意无名类不能为 final
基类子句 - 一或多个父类以及各自所用的继承模型的可选列表(见派生类
成员说明 - 访问说明符、成员对象及成员函数的声明和定义的列表(见下文)

语法综述见。若 类关键词union,则声明引入一个联合体类型

目录

[编辑] 前置声明

下列形式的声明

类关键词 attr 标识符 ;

声明一个将稍后在此作用域定义的类类型。直到定义出现前,此类名具有不完整类型。这允许类之间彼此引用:

class Vector; // 前置声明
class Matrix {
    // ...
    friend Vector operator*(const Matrix&, const Vector&);
};
class Vector {
    // ...
    friend Vector operator*(const Matrix&, const Vector&);
};

而且若特定的源文件仅使用到该类的指针和引用,这亦使得减少 #include 依赖成为可能:

// 在 MyStruct.h 中
#include <iosfwd> // 含有 std::ostream 的前置声明
struct MyStruct {
    int value;
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const S& s);
    // 其定义在 MyStruct.cpp 文件中提供,该文件使用 #include <ostream>
};

若前置声明出现于局部作用域,则它隐藏其外围作用域中可出现的先前声明的相同名字的类、变量、函数,以及所有其他声明:

struct s { int a; };
struct s; // 不做任何事(s 已定义于此作用域)
void g() {
    struct s; // 新的局部类“s”的前置声明
              // 它隐藏全局的 struct s 直至此块结尾
    s* p;     // 指向局部 struct s 的指针
    struct s { char* p; }; // 局部 struct s 的定义
}

注意,通过作为其他声明一部分的详述类型说明符,也可以引入新的类名,但仅当名字查找无法找到先前声明的有此名的类时才行。

class U;
namespace ns{
    class Y f(class T p); // 声明函数 ns::f 并声明 ns::T 与 ns::Y
    class U f(); // U 指代 ::U
    Y* p; T* q; // 可使用到 T 和 Y 的指针及引用
}

[编辑] 成员说明

成员说明,或类定义的,是花括号环绕的任何数量下列各项的序列:

1) 具有下列形式的成员声明
attr(可选) 声明说明符序列(可选) 成员声明符列表(可选) ;
attr(C++11) - 可选的任何数量属性序列
声明说明符序列 - 说明符的序列。它只在构造函数,析构函数,以及用户定义转换函数中可选。
成员声明符列表 - 初始化声明符列表相同,但额外允许位域定义纯说明符和虚说明符( overridefinal (C++11 起),并且不允许直接非列表初始化语法

这种声明可以声明静态及非静态的数据成员成员函数、成员 typedef、成员枚举以及嵌套类。它亦可为友元声明

class S {
    int d1; // 非静态数据成员
    int a[10] = {1,2}; // 带初始化器的非静态数据成员 (C++11)
    static const int d2 = 1; // 带初始化器的静态数据成员
    virtual void f1(int) = 0; // 纯虚成员函数
    std::string d3, *d4, f2(int); // 两个数据成员和一个成员函数
    enum {NORTH, SOUTH, EAST, WEST};
    struct NestedS {
        std::string s;
    } d5, *d6;
    typedef NestedS value_type, *pointer_type;
};
2) 函数定义,同时声明并定义成员函数或者友元函数。成员函数定义之后的分号是可选的。所有定义于类体之内的函数自动为内联
class M {
    std::size_t C;
    std::vector<int> data;
 public:
    M(std::size_t R, std::size_t C) : C(C), data(R*C) {} // 构造函数定义
    int operator()(size_t r, size_t c) const { // 成员函数定义
        return data[r*C+c];
    }
    int& operator()(size_t r, size_t c) {  // 另一个成员函数定义
        return data[r*C+c];
    }
};
3) 访问说明符 public:protected:private:
class S {
 public:
    S();          // 公开构造函数
    S(const S&);  // 公开复制构造函数
    virtual ~S(); // 公开虚析构函数
 private:
    int* ptr; // 私有数据成员
};
4) using 声明
class Base {
 protected:
     int d;
};
class Derived : public Base {
 public:
    using Base::d; // 令 Base 的受保护成员 d 为 Derived 的公开成员
    using Base::Base; // 继承父类的全部构造函数 (C++11)
};
5) static_assert 声明
template<typename T>
struct Foo {
  static_assert(std::is_floating_point<T>::value, "Foo<T>: T must be floating point");
};
6) 成员模板声明
struct S {
    template<typename T>
    void f(T&& n);
 
    template<class CharT>
    struct NestedS {
        std::basic_string<CharT> s;
    };
};
7) 别名声明
template <typename T>
struct identity
{
    using type = T;
};
8) 成员类模板的推导指引
struct S {
    template<class CharT>
    struct NestedS {
        std::basic_string<CharT> s;
    };
 
    template<class CharT>
    NestedS(std::basic_string<CharT>) -> NestedS<CharT>;
};
(C++17 起)

[编辑] 局部类

类声明可出现于命名空间作用域中(该情况下它定义普通的类),其他类的定义中(该情况下它定义嵌套类),和函数体内,该情况下它定义局部类。这种类的名字只存在于函数作用域中,且无法在函数外访问。

  • 局部类不能拥有静态数据成员
  • 局部类的成员函数无连接
  • 局部类的成员函数必须完全在类体内定义
  • 闭包类型以外的 (C++14 起)局部类不能拥有成员模板
  • 局部类不能拥有友元模板
  • 局部类不能在类定义内定义友元函数
  • 函数(包括成员函数)内的局部类可以访问其外围函数能访问的相同名字。
  • 局部类不能用作模板实参
(C++11 前)
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
 
int main()
{
    std::vector<int> v{1,2,3};
    struct Local {
       bool operator()(int n, int m) {
           return n > m;
       }
    };
    std::sort(v.begin(), v.end(), Local()); // C++11 起
    for(int n: v) std::cout << n << ' ';
}

输出:

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[编辑] 参阅

结构体声明C 文档