c++ 内部类

一、基本概念

1. ‌定义方式‌：在外部类内部定义的独立类，语法上属于外部类成员
2. ‌独立性‌：
   • 内部类与外部类无继承关系，不能通过外部类对象直接访问内部类成员
   • 内部类对象必须通过外部类作用域限定符创建（如Outer::Inner obj）

二、访问控制特性

1. ‌单向友元关系‌：
   • 内部类自动成为外部类的友元，可访问外部类所有成员（包括private）
   • 外部类‌不‌具备对内部类的特殊访问权限
2. ‌作用域嵌套‌：
   • 内部类可直接访问外部类的static成员和枚举类
   • 访问非static成员需通过外部类对象参数传递

   class Outer {
       static int s_data;
       int m_data;
       class Inner {
           void foo(Outer& o) { 
               cout << s_data;  // 直接访问static成员
               cout << o.m_data; // 通过对象访问非static成员
           }
       };
   };
   

三、应用场景

1. ‌实现封装‌：
   • 将仅被外部类使用的辅助类隐藏为private内部类
   • 示例：迭代器模式中，将Iterator作为容器的内部类
2. ‌代码组织‌：
   • 减少全局命名空间污染，逻辑相关的类集中管理
3. ‌特殊设计‌：
   • 通过private内部类实现"禁止继承"的类（如final效果）

四、注意事项

1. ‌内存关系‌：
   • sizeof(外部类)不包含内部类大小，二者内存布局独立
2. ‌定义位置‌：
   • 可在外部类外定义内部类成员函数，需用双重作用域限定符

   void Outer::Inner::func() { /*...*/ } 

3. ‌模板应用‌：
   • 内部类可配合模板实现元编程辅助类

五、与友元类的区别

特性	内部类	友元类
访问权限	自动获得外部类所有成员访问权	需显式声明friend
语法关系	嵌套定义	独立定义
典型用途	逻辑强关联的实现类	跨类协作的特殊场景

内部类通过语法嵌套和自动友元特性，在保持封装性的同时提供了更灵活的代码组织方式。实际开发中建议优先用于强关联的辅助类实现，避免过度使用导致结构复杂化