条款23 宁以non-member、non-friend替换member函数

2024-08-28 04:18

本文主要是介绍条款23 宁以non-member、non-friend替换member函数,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

总结:

    用非成员非友元函数取代成员函数。这样做可以提高封装性,包装弹性,和机能扩充性


      想象一个用来表示网页浏览器浏览器的类。这样一个类可能提供的大量函数中,有一些用来清空下载元素高速缓存区、清空访问过的URLs历史,以及从系统移除所有cookies的功能:

class WebBrowser {
public:...void clearCache();void clearHistory();void removeCookies();...
};

很多用户希望能一起执行全部这些动作,所以WebBrowser可能也会提供一个 成员函数去这样做:

class WebBrowser {
public:...void clearEverything();// calls clearCache, clearHistory, and removeCookies...
};

当然,这个功能也能通过 非成员函数调用适当的成员函数来提供:

void clearBrowser(WebBrowser& wb)
{wb.clearCache();wb.clearHistory();wb.removeCookies();
}

那么哪个更好呢,成员函数clearEverything还是非成员函数clearBrowser?

        面向对象原则指出:数据和对它们进行操作的函数应该被绑定到一起,而且建议成员函数是更好的选择。不幸的是,这个建议是不正确的。面向对象原则指出数据应该尽可能被封装,与直觉不符的是,成员函数clearEverything居然会造成比非成员函数clearBrowser更差的封装性。此外,提供非成员函数允许WebBrowser相关功能的更大的包装弹性,可以获得更少的编译依赖和增加WebBrowser的扩展性。因而,在很多方面非成员函数比成员函数更好。

        我们将从封装开始。封装为我们提供一种改变事情的弹性,而仅仅影响有限的客户。结合对象内的数据考虑,越少有代码可以看到数据(访问它),数据的封装性就越强,我们改变对象数据的的自由也就越大,比如,数据成员的数量、类型,等等。如何度量有多少代码能看到数据呢?我们可以计算能访问数据的函数数量:越多函数能访问它,数据的封装性就越弱

       我们说过数据成员应该是private,否则它们根本就没有封装。对于private数据成员,能访问他们的函数数量就是类的成员函数加上友元函数,因为只有成员和友元函数能访问 private成员。假设在一个成员函数(能访问的不只是一个类的private数据,还有 private 函数,枚举,typedefs等等)和一个提供同样功能的非成员非友元函数(不能访问上述那些东西)之间选择,能获得更强封装性是非成员非友元函数。这就解释了为什么clearBrowser(非成员非友元函数)比clearEverything(成员函数)更可取:它能为WebBrowser获得更强的封装性。

         在这一点,有两件事值得注意。首先,这个论证只适用于非成员非友元函数。友元能像成员函数一样访问一个类的private成员,因此同样影响封装。从封装的观点看,选择不是在成员和非成员函数之间,而是在成员函数和非成员非友元函数之间。第二,只因关注封装而让函数成为类的非成员并不意味着它不可以是另一个类的成员。这对于习惯了所有函数必须属于类的语言(例如,Eiffel,Java,C#等等)的程序员是一个适度的安慰。例如,我们可以使clearBrowser成为某工具类的static成员函数,只要它不是WebBrowser的一部分(或友元),它就不会影响WebBrowser的private成员的封装。

         在C++中,比较自然的做法是使clearBrowser成为与 WebBrowser在同一个namespace中的非成员函数:

namespace WebBrowserStuff {classWebBrowser { ... };void clearBrowser(WebBrowser& wb);...
}

         namespace能跨越多个源文件而类不能。这是很重要的,因为类似clearBrowser的函数是提供便利的函数。如果既不是成员也不是友元,他们就没有对WebBrowser的特殊访问权力,所以不能提供任何一种WebBrowser客户无法以其它方法得到的机能。例如,如果clearBrowser不存在,客户可以直接调用clearCache,clearHistory和 removeCookies本身。

        一个类似WebBrowser的类可以有大量的方便性函数,一些是书签相关的,另一些打印相关的,还有一些是cookie管理相关的,等等。通常多数客户仅对其中一些感兴趣。没有理由让一个只对书签相关便利函数感兴趣的客户在编译时依赖其它函数。分隔它们直截了当的方法就是将头文件分开声明:

// header "webbrowser.h" – 针对WebBrowser自身及其核心机能
namespace WebBrowserStuff {class WebBrowser { ... };... // 核心机能,如人人都会用到的non-member函数
}// header "webbrowserbookmarks.h"
namespace WebBrowserStuff {... // 书签相关的便利函数
}// header "webbrowsercookies.h"
namespace WebBrowserStuff {... // cookie相关的便利函数
}...

        这正是C++标准程序库的组织方式。标准程序库并不是拥有单一整体而庞大的<C++StandardLibrary>头文件并内含std namespace中的所有东西,它们在许多头文件中(例如,<vector>,<algorithm>,<memory>等等),每一个都声明了std中的一些机能。这就允许客户在编译时仅仅依赖他们实际使用的那部分系统。当机能来自一个类的成员函数时,用这种方法分割它是不可能的,因为一个类必须作为一个整体来定义,它不能四分五裂。

        将所有方便性函数放入多个头文件中,但隶属于一个namespace中,意味着客户能容易地扩充便利函数的集合,要做的只是在namespace中加入更多的非成员非友元函数。例如,如果一个 WebBrowser的客户决定写一个关于下载图像的便利函数,仅仅需要新建一个头文件,包含那些函数在WebBrowserStuff namespace中的声明,这个新函数现在就像其它便利函数一样可用并被集成。这是类不能提供的另一个特性,因为类定义对于客户是不能扩展。当然,客户可以派生新类,但是派生类不能访问基类中被封装的(private)成员,所以这样的“扩充机能”只是次等身份。






这篇关于条款23 宁以non-member、non-friend替换member函数的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1113707

相关文章

PostgreSQL中rank()窗口函数实用指南与示例

《PostgreSQL中rank()窗口函数实用指南与示例》在数据分析和数据库管理中,经常需要对数据进行排名操作,PostgreSQL提供了强大的窗口函数rank(),可以方便地对结果集中的行进行排名... 目录一、rank()函数简介二、基础示例:部门内员工薪资排名示例数据排名查询三、高级应用示例1. 每

全面掌握 SQL 中的 DATEDIFF函数及用法最佳实践

《全面掌握SQL中的DATEDIFF函数及用法最佳实践》本文解析DATEDIFF在不同数据库中的差异,强调其边界计算原理,探讨应用场景及陷阱,推荐根据需求选择TIMESTAMPDIFF或inte... 目录1. 核心概念:DATEDIFF 究竟在计算什么?2. 主流数据库中的 DATEDIFF 实现2.1

MySQL中的LENGTH()函数用法详解与实例分析

《MySQL中的LENGTH()函数用法详解与实例分析》MySQLLENGTH()函数用于计算字符串的字节长度,区别于CHAR_LENGTH()的字符长度,适用于多字节字符集(如UTF-8)的数据验证... 目录1. LENGTH()函数的基本语法2. LENGTH()函数的返回值2.1 示例1:计算字符串

MySQL 中的 CAST 函数详解及常见用法

《MySQL中的CAST函数详解及常见用法》CAST函数是MySQL中用于数据类型转换的重要函数,它允许你将一个值从一种数据类型转换为另一种数据类型,本文给大家介绍MySQL中的CAST... 目录mysql 中的 CAST 函数详解一、基本语法二、支持的数据类型三、常见用法示例1. 字符串转数字2. 数字

Python内置函数之classmethod函数使用详解

《Python内置函数之classmethod函数使用详解》:本文主要介绍Python内置函数之classmethod函数使用方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地... 目录1. 类方法定义与基本语法2. 类方法 vs 实例方法 vs 静态方法3. 核心特性与用法(1编程客

Python函数作用域示例详解

《Python函数作用域示例详解》本文介绍了Python中的LEGB作用域规则,详细解析了变量查找的四个层级,通过具体代码示例,展示了各层级的变量访问规则和特性,对python函数作用域相关知识感兴趣... 目录一、LEGB 规则二、作用域实例2.1 局部作用域(Local)2.2 闭包作用域(Enclos

MySQL count()聚合函数详解

《MySQLcount()聚合函数详解》MySQL中的COUNT()函数,它是SQL中最常用的聚合函数之一,用于计算表中符合特定条件的行数,本文给大家介绍MySQLcount()聚合函数,感兴趣的朋... 目录核心功能语法形式重要特性与行为如何选择使用哪种形式?总结深入剖析一下 mysql 中的 COUNT

MySQL 中 ROW_NUMBER() 函数最佳实践

《MySQL中ROW_NUMBER()函数最佳实践》MySQL中ROW_NUMBER()函数,作为窗口函数为每行分配唯一连续序号,区别于RANK()和DENSE_RANK(),特别适合分页、去重... 目录mysql 中 ROW_NUMBER() 函数详解一、基础语法二、核心特点三、典型应用场景1. 数据分

MySQL数据库的内嵌函数和联合查询实例代码

《MySQL数据库的内嵌函数和联合查询实例代码》联合查询是一种将多个查询结果组合在一起的方法,通常使用UNION、UNIONALL、INTERSECT和EXCEPT关键字,下面:本文主要介绍MyS... 目录一.数据库的内嵌函数1.1聚合函数COUNT([DISTINCT] expr)SUM([DISTIN

Python get()函数用法案例详解

《Pythonget()函数用法案例详解》在Python中,get()是字典(dict)类型的内置方法,用于安全地获取字典中指定键对应的值,它的核心作用是避免因访问不存在的键而引发KeyError错... 目录简介基本语法一、用法二、案例:安全访问未知键三、案例:配置参数默认值简介python是一种高级编