C++ 嵌套类是正确的封装方法吗？

Question

我有一个全局 class TRK，它有很多成员和方法。我想通过将它们分类为不同的命名类别来组织它们，例如Fitting，这样主 class 的命名空间就不会拥挤。在一个完美的世界中，我希望这个例子能够工作：

class TRK
{
    public:
        // constructors
        TRK(...);
        ...
        TRK();
        ~TRK();


        // nested classes
        class Fitting;

        // and many other methods...


    private:
        ...
};

class TRK::Fitting
{
    public:
        // constructors/destructor
        TRK& trk;
        Fitting();
        ~Fitting();

        // and many other methods...


    private:
        ...

};

我需要的关键是能够：

使用 TRK class' 构造函数之一实例化一些 TRK 对象，我需要 TRK 构造函数也能够自动实例化伴随的嵌套 classes 例如Fitting，对于 TRK 的实例。然后，我需要能够在 TRK 构造函数中将 instantiate/give 值赋给这些嵌套 classes 的成员。例如，如果 Fitting 有一些成员 x，我需要能够在给定参数的情况下，在 TRK 构造函数中为该 TRK 实例初始化 x 的值给构造函数。我不清楚该怎么做；如何以及在哪里可以实例化这些嵌套的 classes?
从 TRK 实例和方法访问嵌套 classes 的成员，反之亦然。如图所示，我已经可以通过引用嵌套 classes 传递 TRK 来完成后者，但我不确定如何执行前者。

例如，我有 Fitting 的方法需要使用任何 TRK 实例的成员，Fitting 的实例是在其中创建的。同样，我有 Fitting 的方法，TRK 的方法需要能够调用。

我什至应该为此使用嵌套的 classes 吗？我尝试使用命名空间和继承，但我无法让事情按照我想要的方式工作。我的核心问题是尝试

Answer 1

构造嵌套实例 classes

如果你想让TRK的构造函数依次引起TRK::Fitting变量的构造，TRK::Fitting的定义必须完全被它知道，前向声明是不够。但是，一旦这样做，就可以像往常一样初始化嵌套 class 类型的成员变量。这是一个例子：

class TRK {
    class Fitting {
        int x;
    public:
        Fitting(int x): x(x) {}
    };

    Fitting fitting;

public:
    TRK(int y): fitting(y) {}
};

嵌套 classes 访问父级 class

一个嵌套的class只是一个普通的class，只是它的名字是嵌套的。它不会自动知道父类的非静态成员变量在哪里。一个简单的解决方案是为嵌套 class 提供对父 class 实例的引用，如下所示：

class TRK {
    class Fitting {
        TRK &parent;
        int x;
    public:
        Fitting(TRK &parent, int x): parent(parent), x(x) {}

        void foo() {
            // Use something from the parent class
            parent.bar();
        }
    };

    Fitting fitting;

public:
    TRK(int y): fitting(*this, y) {}
    void bar() {}
};

另一种选择是不在子 class 中存储对父的引用，而是将对父的引用显式传递给子 class 的每个成员函数：

class TRK {
    class Fitting {
        void foo(TRK &parent) {
            // Use something from the parent class
            parent.bar();
        }
    };

    Fitting fitting;

public:
    TRK(int y): fitting(y) {}
    void bar() {}
    void quux() {
        fitting.bar(*this);
    }
};

从父 class 调用子 class 的成员函数很容易，如 TRK::quux().

所示

如果你想使用继承并且让基 class 能够调用派生 class 中的函数，那么可以使用 curiously recurring template pattern，像这样：

template <typename Derived>
class TRK {
    ...

    void bar() {}

    void quux() {
        // We need to static_cast<> ourself to get an object of type Derived
        static_cast<Derived>(*this)::foo();
    }
};

class Derived: TRK<Derived> {
    ...
    void foo() {
        // We can directly call any base class member functions here
        bar();
    }
}

C++ 嵌套类是正确的封装方法吗？

Are C++ nested classes the right approach for encapsulation?

c++

encapsulation

构造嵌套实例 classes

嵌套 classes 访问父级 class

C++ 嵌套 类 是正确的封装方法吗？

Are C++ nested classes the right approach for encapsulation?

c++

encapsulation

构造嵌套实例 classes

嵌套 classes 访问父级 class

C++ 嵌套类是正确的封装方法吗？