C++. Бархатный путь. Часть 2 - Класс. Объявление класса

Класс. Объявление класса

Класс - это тип. Этот производный тип вводится в программу с помощью специального оператора объявления класса. В объявлении класса используется ранее описанный инструментальный набор средств для построения и преобразования производных типов.

Очередное множество форм Бэкуса-Наура определяет синтаксис объявления класса.

Объявление ::= [СписокСпецификаторовОбъявления] [СписокОписателей];
СписокСпецификаторовОбъявления
          ::= [СписокСпецификаторовОбъявления] СпецификаторОбъявления
СпецификаторОбъявления ::= СпецификаторТипа
                       ::= *****
СпецификаторТипа ::= СпецификаторКласса
                 ::= УточнённыйСпецификаторТипа
                 ::= *****
УточнённыйСпецификаторТипа ::= КлючевоеСловоКласса ИмяКласса
                           ::= КлючевоеСловоКласса Идентификатор
                           ::= enum ИмяПеречисления
КлючевоеСловоКласса ::= union
                    ::= struct
                    ::= class
ИмяКласса ::= Идентификатор
СпецификаторКласса ::= ЗаголовокКласса {[СписокЧленов]}
ЗаголовокКласса
           ::= КлючевоеСловоКласса [Идентификатор] [СпецификацияБазы]
           ::= КлючевоеСловоКласса ИмяКласса [СпецификацияБазы]
КлючевоеСловоКласса ::= union
                    ::= struct
                    ::= class
ИмяКласса ::= Идентификатор

Спецификатор класса представляет то, что называется объявлением класса. Уточнённый спецификатор типа объявляет расположенный за ним идентификатор именем класса. Уточнённый спецификатор обеспечивает неполное предварительное объявление класса и перечисления.

Назначение и смысл необязательного нетерминального символа СпецификацияБазы будут обсуждаться позже, в разделах, посвящённых наследованию.

Предварительное объявление обеспечивается уточнённым спецификатором типа и является своеобразным прототипом класса или перечисления. Его назначение - сообщение транслятору предварительной информации о том, что существует (должно существовать) объявление класса (или перечисления) с таким именем. Идентификатор, используемый в контексте уточнённого спецификатора имени становится именем класса (или именем перечисления).

Класс считается объявленным даже тогда, когда в нём полностью отсутствует информация о членах класса (пустой список членов класса). Неименованный класс с пустым множеством членов - уже класс!

Имя класса можно употреблять как имя (имя типа) уже в списке членов этого самого класса.

Класс может быть безымянным.

Следующая последовательность операторов объявления

class {}; /* Объявлен пустой неименованный класс.*/
class {};
class {};
class {};
/* Это всё объявления. Их количество ничем не ограничивается. */
struct {};
/* Структура - это класс, объявленный с ключевым словом struct.
Опять же пустой и неименованный.*/

не вызывает у транслятора никаких возражений.

На основе класса, пусть даже неименованного, может быть объявлен (вернее, определён) объект-представитель этого класса. В таком контексте объявление неименованного (пусть даже и пустого!) класса является спецификатором объявления. Имена определяемых объектов (возможно с инициализаторами) составляют список описателей.

class {} Obj1, Obj2, Obj3;/* Здесь объявление пустого класса.*/
class {} Obj4, Obj5, Obj6;/* Просто нечего инициализировать.*/
class {} Obj1;
       /* ^ Ошибка. Одноименные объекты в области действия имени.*/

Неименованные классы также можно применять в сочетании со спецификатором typedef (здесь может быть объявление класса любой сложности - не обязательно только пустой). Спецификатор typedef вводит новое имя для обозначения безымянного класса. Описанное имя типа становится его единственным именем. 

Сочетание спецификатора typedef с объявлением безымянного класса подобно объявлению класса с именем:

class MyClass {/*…*/};
typedef class {/*…*/} MyClass;

Правда в первом случае класс имеет собственное имя класса, а во втором - описанное имя типа. Использование описанного имени типа в пределах области действия имени делает эквивалентными следующие определения (и им подобные):

class {} Obj1;
MyClass  Obj1;

Класс считается объявленным лишь после того, как в его объявлении будет закрыта последняя фигурная скобка. До этого торжественного момента информация о структуре класса остаётся неполной.

Если можно ОБЪЯВИТЬ пустой класс, то можно ОПРЕДЕЛИТЬ и объект-представитель пустого класса. Эти объекты размещаются в памяти. Их размещение предполагает выделение объекту участка памяти с уникальным адресом, а это означает, что объекты пустого класса имеют ненулевой размер.

Действительно, значения выражений sizeof(MyClass) и sizeof(MyObj1) (это можно очень просто проверить) отличны от нуля.

А вот пустое объединение (ещё одна разновидность класса - класс, объявленный с ключевым словом union) не объявляется:

union {}; /* Некорректное объявление объединения. */

При объявлении объединения требуется детальная информация о внутреннем устройстве этого объединения.