成员函数和非成员函数有什么区别？

Question

在操作类的函数中，哪些应该是成员函数，哪些应该是非成员函数？您有什么规则吗？例如，我有一个类，使用布尔矩阵表示迷宫。我正在编写一个名为 isConnected 的函数，用于验证迷宫中的两个点是否在同一区域（即从 A 到 B 是否可以行走）。

这个函数应该是成员函数还是非成员函数？有什么好的规则吗？

- rlbond

Answer 1

Herb Sutter说："我们如果有可能的话，希望把它们变成非成员、非友元。"，他比我聪明。

http://www.gotw.ca/gotw/084.htm

- Mark Ransom

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我完全同意...而且我甚至不知道Sutter推荐了这个。 - D.Shawley

Answer 2

好的，两种方式都有一些争议。

支持非成员函数的理由：

• 它提供了更好的封装性
• 它允许更好的代码重用（std::find可以被重用于任何容器类型，因为它是一个自由函数。如果它是一个成员函数，每个容器都必须定义自己的）。
• 它使很多通用编程技巧更容易实现。(container.begin()如果container是数组，则无效。这使得编写适用于容器的通用代码变得更加麻烦。但是begin(container)可以对任何类型进行有效定义，甚至是内置类型，如数组)。它还可以使混合通过组合更加简洁，因为它不需要用户通过成员"点"操作来获取要操作的混合对象。

支持成员函数的理由是：

• 这是常见的。Java和C# 要求这样做，在很多程序员看来，成员函数与OOP同义。

而且...就只有这些了。 (但是这个论点不应该被低估。代码可读性很重要，如果人们发现成员版本更容易阅读，那么这是一个有力的支持论点。它只是不能产生更好的代码。从严格的"更好的代码"角度来看，可能情况下应优先考虑非成员函数。

- jalf

Answer 3

何时将函数设计为成员函数：

• 当函数与类具有逻辑上的耦合关系（例如迷宫连通性示例）时
• 当函数需要访问私有或保护成员时，最好将其设计为成员函数而不是友元函数。

何时将函数设计为独立函数：

• 当函数是通用的函数，可以模板化以自然地适用于其他类（请查看 <algorithm>头文件中的优秀示例）时

- Mr Fooz

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为什么？这些指南背后的理念是什么？ - jalf

@jalf：你在帖子中提到非成员、非好友函数的好处，说得很有道理：编译器通过强制仅公共接口使用来改善封装性。非成员函数的一个潜在缺点是命名空间污染，至少对那些不喜欢创建丰富命名空间层次结构的人来说是这样。 - Mr Fooz

Answer 4

在这种情况下，我会选择成员函数。 我遵循的规则是，如果一个函数必须访问当前实例的内部状态，则应该是类的“领域”的一部分。 在这种情况下，A和B的连接取决于您的对象实例的状态。

当然，你可能最终会有一个类承担太多的责任。在这种情况下，保持简单因素发挥作用，您应该考虑您的类是否试图做太多事情。然后，最好有一个单独的类（例如，在您的情况下，ConnectednessEvaluator），其特定角色是持有可以遍历和处理Maze实例的算法。

- Stefano Borini

Answer 5

我总是参考FAQ 13.9。这不是一门确切的科学，而是基于判断的。

简单地说，每当你需要访问类内部时，就应该使用成员函数，这是一种过度简化的说法。值得注意的例子是流插入/提取运算符（分别为>>和<<）以及二进制+。

在你的示例中，isConnected是一个测试对象状态的方法，即一个检查器，是成为成员函数的理想候选。

- dirkgently

Answer 6

我通常只会将非成员函数用于那些仅从成员函数内部调用的东西（不需要在类外可见），并且可以很好地操作类的公共成员和/或少量参数。

- T.E.D.