《C++ Primer Plus》第15章學習筆記：友元、異常、RTTI

第15章 友元、異常和其他

1. 友元類與友元成員函數

若類 B 的聲明在類 A 之後，可在 A 中聲明 friend class B;，並在 B 的方法中訪問 A 的私有成員。反之，若需在 A 的方法中使用 B 的成員，則 B 的完整定義必須在 A 的方法定義之前可見。

class Tv { friend class Remote; public: void buzz(Remote& r); };
class Remote { friend class Tv; public: bool volup(Tv& t) { t.volup(); } };
inline void Tv::buzz(Remote& r) { ... } // 需在 Remote 定義後

2. 共同友元

需訪問兩個類私有數據的函數，可作為兩個類的共同友元，提供更靈活的接口。

3. 嵌套類

在類中聲明的類稱為嵌套類，提供新的類型作用域，避免名稱衝突。訪問權限遵循外層類的 public/protected/private：

• 私有嵌套類：僅外層類可用，派生類與外部不可用。
• 保護嵌套類：外層類與派生類可用，外部不可用。
• 公有嵌套類：皆可用。

class Queue {
    struct Node { Item item; Node* next; }; // 私有嵌套結構
};

4. 異常處理

三大組成部分：

1. 引發異常：throw 語句，實際是跳轉，攜帶異常特徵值。
2. 捕獲異常：catch 關鍵字，匹配異常類型。
3. try 塊：標識可能拋出異常的代碼區域，後跟一或多個 catch 塊。

異常機制為處理不合適的值、I/O 失敗等提供靈活方式，引發異常將終止當前函數，控制權轉給匹配的 catch。

5. RTTI（運行階段類型識別）

僅適用於含虛函數的類。三大支撐元素：

• dynamic_cast：安全地將基類指針轉換為派生類指針，失敗返回 nullptr。
• typeid：返回對象類型信息（type_info 對象）。
• type_info 結構：存儲特定類型信息。

典型用法：dynamic_cast<Type*>(pt) 若 *pt 為 Type 或其派生類則轉換成功，否則為空指針。

6. 類型轉換運算符

• static_cast：編譯期靜態轉換（如數值轉換、指針上下行轉換）。
• const_cast：移除/添加 const/volatile 資格。
• reinterpret_cast：低級位模式重新解釋，極度危險。