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发信人: Dreamer (我与萤火虫), 信区: SoftDev
标 题: 【C++】[FAQ]为什么我必须把数据放到类的声明之中？
发信站: 荔园晨风BBS站 (Wed Jun 9 13:01:44 2004), 站内信件
Q: 为什么我必须把数据放到类的声明之中？
A: 没人强迫你这么做。如果你不希望界面中有数据，那么就不要把它放在定义界
面的类中，放到继承类中好了。参看“为何我编译一个程序要花那么多时间”条目
。[译注：本FAQ中凡原文为declare/declaration的均译为声明；
define/definition均译为定义。两者涵义之基本差别参见后面“‘int* p;’和‘
int *p;’到底哪个正确”条目中的译注。通常而言，我们还是将下面的示例代码
称为complex类的定义，而将单单一行“class complex;”称作声明。]
但也有的时候你确实需要把数据放到类声明里面，比如下面的复数类的例子：
template<class Scalar> class complex {
public:
complex() : re(0), im(0) { }
complex(Scalar r) : re(r), im(0) { }
complex(Scalar r, Scalar i) : re(r), im(i) { }
// ...
complex& operator+=(const complex& a)
{ re+=a.re; im+=a.im; return *this; }
// ...
private:
Scalar re, im;
};
这个complex（复数）类是被设计成像C++内置类型那样使用的，所以数据表示必须
出现在声明之中，以便可以建立真正的本地对象（即在堆栈上分配的对象，而非在
堆中分配），这同时也确保了简单操作能被正确内联化。“本地对象”和“内联”
这两点很重要，因为这样才可以使我们的复数类达到和内置复数类型的语言相当的
效率。
[译注：我觉得Bjarne的这段回答有点“逃避问题”之嫌。我想，提问者的真实意
图或许是想知道如何用C++将“界面”与“实作”完全分离。不幸的是，C++语言和
类机制本身不提供这种方式。我们都知道，类的“界面”部分往往被定义为公有（
一般是一些虚函数）；“实作”部分则往往定义为保护或私有（包括函数和数据）
；但无论是“public”段还是“protected”、“private”段都必须出现在类的声
明中，随类声明所在的头文件一起提供。想来这就是“为何数据必须放到类声明中
”问题的由来吧。为了解决这个问题，我们有个变通的办法：使用Proxy模式（参
见《Design Patterns : Elements of Reusable Object-Oriented Software》一
书），我们可以将实作部分在proxy类中声明（称为“对象组合”），而不将
proxy类的声明暴露给用户。例如：
class Implement; // forward declaration
class Interface {
public:
// interface
private:
Implement impl;
};
在这个例子中，Implement类就是proxy。在Interface中暴露给用户的只是一个
impl对象的“存根”，而无实作内容。Implement类可以如下声明：
class Implement { public: // implementation details, including data
members
};
上述代码中的注释处可以存放提问者所说的“数据”，而Implement的声明代码不
需暴露给用户。不过，Proxy模式也不是十全十美的——Interface通过impl指针间
接调用实作代码带来了额外的开销。或许读者会说，C++不是有内联机制吗？这个
开销能通过内联定义而弥补吧。但别忘了，此处运用Proxy模式的目的就是把“实
作”部分隐藏起来，这“隐藏”往往就意味着“实作代码”以链接库中的二进制代
码形式存在。目前的C++编译器和链接器能做到既“代码内联”又“二进制隐藏”
吗？或许可以。那么Proxy模式又能否和C++的模板机制“合作愉快”呢？（换句话
说，如果前面代码中Interface和Implement的声明均不是class，而是template，
又如何呢？）关键在于，编译器对内联和模板的支持之实作是否需要进行源码拷贝
，还是可以进行二进制码拷贝。目前而言，C#的泛型支持之实作是在Intermediate
Language层面上的，而C++则是源码层面上的。Bjarne给出的复数类声明代码称“
数据必须出现在类声明中”也是部分出于这种考虑。呵呵，扯远了……毕竟，这段
文字只是FAQ的“译注”而已，此处不作更多探讨，有兴趣的读者可以自己去寻找
答案 :O) ]
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如果你真的爱萤火虫，你就不应该将她困在瓶子里；
如果你真的爱萤火虫，你应该放开她，让她在天空中自由自在地飞！
虽然你会不舍得她，但是最终你就会明白这样你才真正拥有了她！
※ 来源:·荔园晨风BBS站 bbs.szu.edu.cn·[FROM: 192.168.0.223]
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