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

Python正则表达式匹配和替换的操作指南

《Python正则表达式匹配和替换的操作指南》正则表达式是处理文本的强大工具,Python通过re模块提供了完整的正则表达式功能,本文将通过代码示例详细介绍Python中的正则匹配和替换操作,需要的朋... 目录基础语法导入re模块基本元字符常用匹配方法1. re.match() - 从字符串开头匹配2.

SpringBoot全局域名替换的实现

《SpringBoot全局域名替换的实现》本文主要介绍了SpringBoot全局域名替换的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一... 目录 项目结构⚙️ 配置文件application.yml️ 配置类AppProperties.Ja

C++统计函数执行时间的最佳实践

《C++统计函数执行时间的最佳实践》在软件开发过程中,性能分析是优化程序的重要环节,了解函数的执行时间分布对于识别性能瓶颈至关重要,本文将分享一个C++函数执行时间统计工具,希望对大家有所帮助... 目录前言工具特性核心设计1. 数据结构设计2. 单例模式管理器3. RAII自动计时使用方法基本用法高级用法

GO语言中函数命名返回值的使用

《GO语言中函数命名返回值的使用》在Go语言中,函数可以为其返回值指定名称,这被称为命名返回值或命名返回参数,这种特性可以使代码更清晰,特别是在返回多个值时,感兴趣的可以了解一下... 目录基本语法函数命名返回特点代码示例命名特点基本语法func functionName(parameters) (nam

Python Counter 函数使用案例

《PythonCounter函数使用案例》Counter是collections模块中的一个类,专门用于对可迭代对象中的元素进行计数,接下来通过本文给大家介绍PythonCounter函数使用案例... 目录一、Counter函数概述二、基本使用案例(一)列表元素计数(二)字符串字符计数(三)元组计数三、C

C#高效实现Word文档内容查找与替换的6种方法

《C#高效实现Word文档内容查找与替换的6种方法》在日常文档处理工作中,尤其是面对大型Word文档时,手动查找、替换文本往往既耗时又容易出错,本文整理了C#查找与替换Word内容的6种方法,大家可以... 目录环境准备方法一:查找文本并替换为新文本方法二:使用正则表达式查找并替换文本方法三:将文本替换为图

Python中的filter() 函数的工作原理及应用技巧

《Python中的filter()函数的工作原理及应用技巧》Python的filter()函数用于筛选序列元素,返回迭代器,适合函数式编程,相比列表推导式,内存更优,尤其适用于大数据集,结合lamb... 目录前言一、基本概念基本语法二、使用方式1. 使用 lambda 函数2. 使用普通函数3. 使用 N

MySQL中REPLACE函数与语句举例详解

《MySQL中REPLACE函数与语句举例详解》在MySQL中REPLACE函数是一个用于处理字符串的强大工具,它的主要功能是替换字符串中的某些子字符串,:本文主要介绍MySQL中REPLACE函... 目录一、REPLACE()函数语法:参数说明:功能说明:示例:二、REPLACE INTO语句语法:参数

Python批量替换多个Word文档的多个关键字的方法

《Python批量替换多个Word文档的多个关键字的方法》有时,我们手头上有多个Excel或者Word文件,但是领导突然要求对某几个术语进行批量的修改,你是不是有要崩溃的感觉,所以本文给大家介绍了Py... 目录工具准备先梳理一下思路神奇代码来啦!代码详解激动人心的测试结语嘿,各位小伙伴们,大家好!有没有想

python中update()函数的用法和一些例子

《python中update()函数的用法和一些例子》update()方法是字典对象的方法,用于将一个字典中的键值对更新到另一个字典中,:本文主要介绍python中update()函数的用法和一些... 目录前言用法注意事项示例示例 1: 使用另一个字典来更新示例 2: 使用可迭代对象来更新示例 3: 使用