while (set->ok(var)) cout << set->next(var) << \n;

Другой способ построения итератора по множеству приведен в $$7.8.

5.4 Еще о классах

В этом разделе описаны дополнительные свойства класса. Описан способ обеспечить доступ к частным членам в функциях, не являющихся членами ($$5.4.1). Описано, как разрешить коллизии имен членов ($$5.4.2) и как сделать описания классов вложенными ($$5.4.3), но при этом избежать нежелательной вложенности ($$5.4.4). Вводится понятие статических членов (static), которые используются для представления операций и данных, относящихся к самому классу, а не к отдельным его объектам ($$5.4.5). Раздел завершается примером, показывающим, как можно построить дискриминирующее (надежное) объединение ($$5.4.6).

5.4.1 Друзья

Пусть определены два класса: vector (вектор) и matrix (матрица). Каждый из них скрывает свое представление, но дает полный набор операций для работы с объектами его типа. Допустим, надо определить функцию, умножающую матрицу на вектор. Для простоты предположим, что вектор имеет четыре элемента с индексами от 0 до 3, а в матрице четыре вектора тоже с индексами от 0 до 3. Доступ к элементам вектора обеспечивается функцией elem(), и аналогичная функция есть для матрицы. Можно определить глобальную функцию multiply (умножить) следующим образом:

vector multiply(const matrix& m, const vector& v);

vector r;

for (int i = 0; i<3; { r[i] = m[i] * v;

r.elem(i) = 0; for (int j = 0; j<3;

r.elem(i) +=m.elem(i,j) * v.elem(j);

return r;

Это вполне естественное решение, но оно может оказаться очень неэффективным. При каждом вызове multiply() функция elem() будет вызываться 4*(1 +4*3) раз. Если в elem() проводится настоящий контроль границ массива, то на такой контроль будет потрачено значительно больше времени, чем на выполнение самой функции, и в результате она окажется непригодной для пользователей. С другой стороны, если elem() есть некий специальный вариант доступа без контроля, то тем самым мы засоряем интерфейс с вектором и матрицей особой функцией доступа, которая нужна только для обхода контроля.

Если можно было бы сделать multiply членом обоих классов 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&);

Бьерн 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 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; { r[i] = m[i] * v;

r.v[i] = 0; for ( int j = 0; j<3;

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. $$1 2.3).