第十三篇：成员函数与非成员函数的选择

Posted 2020-08-29 穆晨

前言

       相信很多使用C++语言的人都有这么一种错误的观点 - 除了主函数，其他函数都应当声明为某个类的成员函数，以实现封装性。

       这种观点错在哪里？我们又该如何在成员函数与非成员函数之间进行选择呢？

       针对这个问题，本文将给出一种非常科学的解决方案。

问题分析

       假定有一个网页浏览器类，其中有用来清除缓存，清除浏览记录，清除cookies的成员函数：

1 class WebBrowser
2 {
3 public:
4     // ......
5     void clearCache();    // 清除缓存
6     void clearHistory();    // 清除浏览记录
7     void removeCookies();    // 清除cookies
8     // ......
9 };

       相信有很多用户希望能够一次执行完所有的这些函数。

       故也许你会做出这样的设计：

 1 class WebBrowser
 2 {
 3 public:
 4     // ......
 5     void clearEverything();    // 这个函数包含下面三个函数
 6     void clearCache();    // 清除缓存
 7     void clearHistory();    // 清除浏览记录
 8     void removeCookies();    // 清除cookies
 9     // ......
10 };

       但更有经验的程序员会用非成员函数实现此功能：

1 // 非成员函数
2 void clearBrowser(WebBrowser & wb)
3 {
4     wb.clearCache();
5     wb.clearHistory();
6     wb.removeCookies();
7 }

       下面来分析这两种做法：

       某个功能用成员函数来实现的话，对象中的变量将对该函数彻底开放，同时会将对象中的数据更大程度的暴露出来，尤其是随着开发的进行你会设置非常非常多的成员函数，到时你都搞不清哪些数据是封闭的哪些是可供用户操纵的。

       故这样的做法很大程度上其实是破坏了封装性，应当采用下面这种做法。

       也许你会抱怨，如果设置为非成员函数，那到时一堆非成员函数，代码岂非乱成一团？

       那么你就需要好好学习下 - C++中非成员函数的使用方法了。

C++中非成员函数的使用方法

       还是接着上面这个例子。

       随着开发的进展，这个浏览器的类中会增加与书签有关的操作，与cookies相关的操作。。。。。。这种情况下，科学的做法是：

       1. 浏览器类中仅仅包含最核心的一部分函数 - 也即所有的用户都需要的。

       2. 对于书签与cookies相关操作，分别建立各自的.h，.cpp文件。

       3. 将1,2中的所有头文件都囊括进一个namespace。这里设置namespace的目的就是为了防止非成员函数重名。关于namespace的相关说明请查阅相关文档。

       具体实现可参考以下代码：

 1 // webbrowser.h
 2 namespace WebBrowserStuff {
 3 
 4     class WebBrowser
 5     {
 6         // ......
 7         // 仅定义该类最核心的功能
 8         // ......
 9     };
10 
11     // 定义核心非成员函数
12 }
13 
14 // webbrowserbookmarks.h
15 namespace WebBrowserStuff {
16 
17     // 定义与书签有关的非成员函数
18 
19 }
20 
21 // webbrowsercookies.h
22 namespace WebBrowserStuff {
23 
24     // 定义与cookies有关的非成员函数
25 
26 }

       对于类的使用者来说，需要哪方面功能就 #include 哪个头文件，非常方便。

小结

       如今一些大型类库，比如标准类库，OpenCV，都是这样的组成及使用方式。

       以后的文章中会告诉你如何将你自己实现的模块封装成dll，供其他人使用，就像OpenCV OpenGL等知名类库一样，敬请期待:)