Vector и matrix, мы могли бы обойтись без контроля индекса при

обращении к элементу матрицы, но в то же время не вводить специальной

функции elem(). Однако, функция не может быть членом двух классов.

Надо иметь в языке возможность предоставлять функции, не являющейся

членом, право доступа к частным членам класса. Функция - не член

класса, - имеющая доступ к его закрытой части, называется другом

этого класса. Функция может стать 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&);

};

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

не является членом класса. Описание friend является настоящим

описанием. Оно вводит имя функции в область видимости класса,

в котором она была описана, и при этом происходят обычные проверки

на наличие других описаний такого же имени в этой области

видимости. Описание friend может находится как 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, с которым дружит. Поэтому она

является неотъемлемой частью интерфейса класса наравне с

функцией-членом.

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 есть краткая форма записи:

class x {

friend class y;

// ...

};

В результате такого описания все функции-члены y становятся друзьями

класса x.

5.4.2 Уточнение имени члена

Иногда полезно делать явное различие между именами членов классов

и прочими именами. Для этого используется 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, только используя уточненное имя X::m. Правый

операнд операции :: должен быть именем класса.

Начинающееся с :: имя должно быть глобальным именем. Это особенно

полезно при использовании таких распространенных имен как read, put,

open, которыми можно обозначать функции-члены, не теряя возможности

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 классы

Описание 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 видимости

Если только описание вложенного класса не является совсем простым,

то лучше описывать этот класс отдельно, поскольку вложенные описания

могут стать очень запутанными:

class setmem {

friend class set; // доступно только для членов set

int 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, что оно нарушает свободу использования

вложенных типов (см. $$12.3).

Имя класса-члена (вложенного класса) можно использовать вне

описания объемлющего его класса так же, как имя любого другого

члена:

class X {

struct M1 { int m; };

public:

struct M2 { int m; };

M1 f(M2);

};

void f()

{ M1 a; // ошибка: имя `M1' вне области видимости

M2 b; // ошибка: имя `M1' вне области видимости

X::M1 c; // ошибка: X::M1 частный член

X::M2 d; // нормально

}

Отметим, что контроль доступа происходит и для имен вложенных

классов.

В функции-члене область видимости класса начинается после

уточнения X:: и простирается до конца описания функции. Например:

M1 X::f(M2 a) // ошибка: имя `M1' вне области видимости

{ /* ... */ }

X::M1 X::f(M2 a) // нормально

{ /* ... */ }

X::M1 X::f(X::M2 a) // нормально, но третье уточнение X:: излишне

{ /* ... */ }

5.4.4 Статические члены

Класс - 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 все

объекты этого типа имели некоторые общие данные. Лучше, если эти

данные можно описать как часть класса. Например, в операционных

системах или при моделировании управления задачами часто нужен

список 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, и может быть доступен вне этой области, если только

описан в общей части. В этом случае имя члена должно уточняться

именем класса:

if (task::chain == 0) // какие-то операторы

В функции-члене его можно обозначать просто chain. Использование

статических членов класса может заметно сократить потребность в

глобальных переменных.

Описывая член как статический, мы ограничиваем его область

видимости и делаем его независимым от отдельных 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);

// ...

};

Но описание статического члена - это только описание, и где-то

в программе должно быть единственное 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 статического члена класса. Если бы оно

присутствовало, возникла бы неоднозначность: указывает ли оно на то,

что член 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 с ограниченной областью видимости, т.е.

противоположный объектам, подлежащим внешнему связыванию. К

функциям-членам относится только второе значение static.