如何让 C++ 与 DRY 完美契合？ [关闭]

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何让 C++ 与 DRY 完美契合？ [关闭]

【英文标题】：How to make C++ fits well with DRY? [closed]

【发布时间】：2013-07-23 02:06:09

【问题描述】：

在 C++ 中，如果我们在某个基类（比如 Base）中有一些虚函数，我们想覆盖这个虚函数，我们必须再次声明这个虚函数以使其在派生类中也能工作.

class Base 
public:
    virtual void virtualFunction();
    static int s_whatSoEver[];
private:
    void _privateFunction();

class Derived 
public:
    virtual void virtualFunction();

这不是很愚蠢吗，因为如果我们想要更改虚函数原型，就必须更改派生-s 的每个声明？

另外，为什么要在头文件中声明一些受保护或私有的函数，因为头文件是用于公共接口定义的，而使用该接口的用户根本不需要关心它们？也许我们可以像 Objective-C 一样直接在 .cpp 文件中实现和声明私有或受保护的函数。

C++ 也没有静态初始化器，如果我们想初始化一些静态类变量，我们必须为此创建一个类：

class BaseStaticVariableInitializer 
public:
    BaseStaticVariableInitializer() 
        Base::s_whatSoEver = new int[20];
        for (int i = 0; i < 20; i++) 
            s_whatSoEver[i] = xxx;
        
    
    ~BaseStaticVariableInitializer() 
         delete [] Base::s_whatSoEver;
    

并专门为其初始化一个静态类常量：

static BaseStaticVariableInitializer s_baseStaticVariableInitializer;

对不起，我的无知，但是您编写 C++ 代码以适应 DRY 的正确方法是什么？

【问题讨论】：

一篇文章有​​很多问题....

我肯定会把关于静态初始化的问题视为一个单独的问题。 （部分回答这个问题，C++11 统一初始化将帮助您大大简化这一点。）

顺便说一句，delete 是 new[]-ed 的未定义行为。你应该delete[]那段记忆。

@DavidRodríguez-dribeas 感谢您的更正，我已经更正了。

【参考方案1】：

这不是很愚蠢吗，因为如果我们想更改虚函数原型，就必须更改派生-s 的每个声明？

没有。如果您要更改基类中的虚函数原型，则您正在更改公共接口。你不应该那样做。

另外，为什么要在头文件中声明一些受保护或私有的函数，因为头文件是用来定义公共接口的，使用这个接口的用户永远不需要关心它们有吗？

protected 成员应被视为类的公共接口的一部分。 protected 只是帮助您避免错误，否则您可能会因为拥有它们public 而冒险。但请不要搞错：protected 成员是类接口的一部分，应该这样对待。

关于头文件中的privates：是的，我同意，在许多方面将它们仅保留在实现文件中会更合乎逻辑。但是，请考虑何时按值传递类：

foo(Bacon b)

    b.cook();

为了调用foo()，您需要有完整的Bacon 类定义可供编译器使用。 （注意：只有类定义，而不是其成员函数的定义。）这样编译器就可以在调用foo() 时知道要为类分配多少堆栈空间。如果编译器还必须搜索实现文件以查找 private 变量，则解析会更复杂（编译可能会更慢）。

更新

既然你提到了 DRY，我必须指出这一点。 DRY 原则指出：

每条知识在系统中都必须有一个单一的、明确的、权威的表示。

在相关类中声明虚函数并不违反这个原则。它们功能不同。在Base 中，您声明Base::foo 是virtual。在Derived 中，您声明Derived::foo 也是virtual。 Base::foo 和 Derived::foo 是两个独立的函数，但碰巧两者都可以通过指针或对 Base 的引用来调用。

【讨论】：

私有函数呢？我们需要在头文件中声明它们吗？

+1。需要包含私有函数的另一个原因是friend 声明的可能性。在仅包含标头的 .cpp 文件中实现友元函数是完全可能的。当编译该.cpp文件时，编译器需要能够检查私有成员函数的函数调用的正确性。

@david.wan 我不明白怎么...？如果您在A.h 中定义的类中有一个私有函数，并且该类有一个在B.cpp 中实现的友元函数，而B.cpp 有一个#include "A.h" 并调用私有成员，编译器如何处理如果未在 A.h 中声明私有成员？

除了朋友，内联函数还需要知道整个类的定义。

@jogojapan 在这种情况下，我们必须保留在“A.h”中声明的私有函数。很抱歉，将函数声明和定义保留在 Objective-c 的实现文件中是可行的。显然，Objective-C 中没有“朋友”之类的东西。

【参考方案2】：

这不是很愚蠢吗，因为如果我们想要更改虚函数原型，就必须更改派生-s 的每个声明？

这正是重点。如果基中的签名发生更改，您希望编译器告诉您，而不是潜在地尝试使用错误类型调用函数。 C++ 是一种静态类型的编译语言。类型是在编译时定义的，如果虚函数的类型发生变化，你希望重新编译以适应变化。

为什么要在头文件中声明一些受保护或私有的函数，因为头文件是用来定义公共接口的，而使用这个接口的用户根本不需要关心它们？

这又是一个完全相同的设计选择。在 C++ 中，单一定义规则要求每种类型在 all 翻译单元（不同的编译文件）中定义完全相同。如前所述，C++ 是一种已编译语言，通常成员会影响类，而不管访问说明符（在编译过程中被删除）。当编译器创建您类型的对象时，它必须为每个和所有数据成员分配足够的空间，无论它们是公共的、私有的还是受保护的。当它构建一个虚拟表时，它需要知道需要为所有功能分配多少个插槽。可以说，非虚拟函数不会影响生成的对象/RTTI，但它们可能会。

如果在基类中添加了新的虚函数，其签名与派生类中的受保护/私有成员函数完全相同，则后者将成为前者的覆盖，并且需要在虚拟中创建一个新插槽桌子。虽然这可能不太可能，但如果这些功能隐藏在单个翻译单元中（您可能有权访问，也可能无权访问），您可能会遇到这些问题。

C++ 也没有静态初始化器，如果我们想初始化一些静态类变量，我们必须为此创建一个类

C++ 没有静态初始化程序，但我肯定不会为它创建一个类。静态成员变量需要在单个翻译单元中定义，并且可以在该翻译单元中对其进行初始化。在简单的情况下，您可以直接进行常规初始化，对于更复杂的情况，您可以创建一个函数来提供初始化值。

int *Base::member = new int[10](); // value initialized (set to 0)

// abusing lambdas not to write a function:
int *Base::member2 = []()->int*  
                         int *p = new int[10];
                         for (int i = 0; i < 10; ++i) p[i] = xxx;
                         return p; ();

请注意，这不控制资源的释放（您在代码中执行此操作），但可以通过语言结构轻松处理：

std::unique_ptr<int[]> Base::member(new int[10]());

【讨论】：

这是我在这里看到的唯一正确答案

【参考方案3】：

快速简短的回答。 1] 对于您的第一个问题，请参阅 c++ 中覆盖和重载之间的差异 2] 初始化一个静态memebr，可以在静态成员函数中完成

class Base 
public:
  virtual void virtualFunction();
  static int s_whatSoEver[];

  static void BaseStaticVariableInitializer() 
    Base::s_whatSoEver = new int[20];
    for (int i = 0; i < 20; i++) 
        s_whatSoEver[i] = xxx;
    

private:
 void _privateFunction();

在 .cpp 文件中单独定义

 static int Base::s_whatSoEver[20];

【讨论】：

感谢您指出我对重载和覆盖和覆盖的误解，我已经纠正了它。您已经在那里定义了 s_whatSoEver，但是您初始化它们的地方在哪里？此外，如果静态类变量是某个用户定义的类怎么办？

@david.wan 欢迎您 Dave，在 C++ 中，除了声明之外，您还必须定义它。最多只能在一个翻译 uniot 中完成 o=done。[.cpp 文件] 如果它的 Simple 变量或具有构造函数，您可以在定义它时进行初始化。否则你可以像我在答案中所做的那样在静态函数中做到这一点

【参考方案4】：

为什么需要在头文件中声明一些受保护或私有的函数？ ...

编写适合 DRY 的 c++ 代码的正确方法是什么？`

您可以使用Pimpl idiom 隐藏头文件中的实现细节（私有成员和方法签名的声明）。此外，您将获得更快的构建速度。 Qt 广泛使用这个习语。