如何从已在其中创建的不同类对象中访问类对象的成员函数？

Posted 2023-02-19

【中文标题】如何从已在其中创建的不同类对象中访问类对象的成员函数？

【英文标题】：How do you access member functions of a class object from within a different class object that has been created in it?

【发布时间】：2021-12-15 12:23:54

【问题描述】：

class Class1  //Would be object mClass1

public:
 void Function1()
 
  a++;
 
private:
 int a = 0;
 Class2 mClass2;

（此处在空白处编辑以澄清 Class2 不是在 Class1 之后定义的；它们在单独的文件中。）

class Class2  //Would be object mClass2

public:
 Function2()
 
  Function1();  // Would be from mClass1
 

所以 Class1 创建了 Class2 对象的实例，而 Class2 对象有一个成员函数，该成员函数想要访问“父”对象的成员函数，而不使用继承。

我不知道我具体需要搜索什么来了解这一点。它是否与取消引用 new 指针有关？构造函数类型/初始化？它有术语吗？ “嵌套类”会调出定义在另一个类中的类，而这不是。

【参考方案1】：

没有继承就无法获得“父类”。因此，您应该只将函数作为参数传递，如果您多次使用它，可能在类 2 的构造函数中。例如：https://www.cprogramming.com/tutorial/function-pointers.html

【参考方案2】：

你不能这样做。在定义Class1 时，Class2 尚不可知，因此不可能创建Class1::mClass2 数据成员。但是这个问题可以通过在Class1之前定义Class2来解决，并且在类之外并且只在Class1之后实现Class2::Function2()。

至于在Function2()内部调用Function1()，Class2需要知道调用Function1()的对象。您可以使用在构造函数中初始化的引用成员：

// Forward-declaration of Class1 so that Class2 will be able to define
// references or pointers to Class1.
class Class1;

class Class2

public:
    // Constructor that requires a reference to our parent object.
    explicit Class2(Class1& parent)
        : parent_(parent)
     
    
    // Just declare the function. We need to implement it later, outside
    // this class definition because Class1 is not fully known yet and as
    // a result we can't have calls to Function1() because the compiler
    // doesn't know that function yet.
    void Function2();
    
private:
    // This is just a reference, so it works even if Class1 is not fully
    // known yet.
    Class1& parent_;
;

class Class1

public:
    void Function1()  /* ... */ 

private:
    int a = 0;
    Class2 mClass2*this; // Pass ourself as the parent object.
;

// Class1 is fully known now, so we can do calls to Function1().
inline void Class2::Function2()

    parent_.Function1();

这会起作用，但它有一个重要的含义：它禁用了Class2 的赋值运算符。在这种情况下，这可能是您想要的，因为 Class2 的两个副本可能不应该具有相同的 Class1 父对象。

但是，我不明白您为什么需要这样做。它无缘无故地使事情复杂化。为什么不简单地传递Function2() 应该用作函数参数的Class1 对象呢？所以：

class Class1;

class Class2

public:
    void Function2(Class1& c1_obj);
;

class Class1

public:
    void Function1()  /* ... */ 

private:
    int a = 0;
    Class2 mClass2;
;

inline void Class2::Function2(Class1& c1_obj)

    c1_obj.Function1();

所以每当Class1 需要调用Class2::Function2() 时，只需将*this 传递给它。它更简单，并且没有持有指向另一个对象的引用或指针的缺点。

【讨论】：

我得到 "unknown override specifier" @ Class2 mClass2*this; ，之后还有八个相关错误。也许是因为我不使用内联。有必要吗？

@Wicky 工作正常：godbolt.org/z/qMeWenjz9 是的，inline 对于在头文件中但在类之外实现的函数是必需的。 （除了函数模板，不需要inline。）如果你在.cpp文件中实现函数，那么inline就不需要了。

【参考方案3】：

使用规范类 - 无法做到这一点，因为 Class2 在 Class1 中是不完整的，并且如果您在 Class1 内声明 Class2（作为嵌套类），它将无法访问 @ 987654326@，因为Class1不完整！

看起来像一个无法解决的悖论？它在 OOP 领域是无法解决的，但可以像 Nikos 所展示的那样躲避。但是在某些情况下，未定义类型的问题可以在 C++ 或类似的面向概念的语言中通过使用 CRTP - Curiously recurring template 来解决。

在您的用例中是否可能以及它的复杂程度取决于您追求的目的。这是一个自相矛盾的 CRTP 行为示例 - 基类的成员能够调用派生类的成员：

#include <iostream>

template < class T>
class Base  

public:
      template <class U>
      struct Accessor : public U 
           static void evoke_foo( T& obj)
           
                 return  (obj.*(static_cast< void(T::*)() >(&Accessor::foo))) ();
           
      ;

      void evoke(  )
        
           Accessor<T>::evoke_foo( *static_cast<T*>(this) );
      
;


class Derived : public Base<Derived> 
protected:
      void foo()   std::cout << "Foo is called" << std::endl; 
;


int main()

    Derived a;
    a.evoke();   // evoke belongs to base.

现在，如果我们想在这里自动确定foo() 的返回类型，这将成为一段极其复杂的代码。在evoke 方法的标准同名实现中解决了一些类似的问题。

【讨论】：

“没办法，因为Class2在Class1中是不完整的” 其实很简单。只需在Class1 之前定义Class2 :-P（请参阅我的答案。）

@Nikos 那么它将无法访问Class1 OP 显示的方式。声明的预声明和分离定义在某些情况下有效（这是常见的方法），但在某些情况下这是不可能的。引用方法通常包含在 CRTP 中（标准组件通过 reference_wrapper 和 trait 类做到这一点）

好吧，通常你总是将声明和定义分开。您在.h 文件中声明您的类，并在.cpp 文件中定义“重”函数，在.h 文件的最底部将“较轻”函数定义为inline。一段时间以来，这一直是 C++ 中最常用的方法。大多数人不想在类 API 中乱扔函数定义。

@NicosC 是的，对于大多数编译器中替代方案开发不完善的部分，尽管这对于标准组件及其仅标头性质来说是个问题。只有 C++20 通过引入模块解决了它（并增加了新问题）。并且不清楚 OP 的想法。在您的版本中 Class2 和 Class1 是单独的对象，它不是平面对象。在我看来，Base 是 Class2 的模拟，是 Derived (Class1) 的子对象。