c++ - 创建一个从其他类成员自动计算的类成员？

Question

1. 在编程方面，我绝对是新手，我正在尝试通过解决 C++ 中一些简单的“问题”来自学基础知识。

2. 在将问题发布到此处之前，我已经在网上搜索了我的问题的确切答案，但到目前为止还没有找到答案，但这可能是因为 (1)。

因此，我正在寻找一种方法来声明一个类成员，该类成员会自动从同一类的其他成员计算得出，这样计算出的类成员就可以像显式定义的类成员一样使用。例如，想象一个名为 creature 的结构，它具有属性/成员 creature.numberofhands、creature.fingersperhand，最后是从上述成员自动计算的属性 creature.totalfingers。

这是我最接近我想要实现的目标的示例:

#include <iostream>

typedef struct creature {
    int numberofhands;
    int fingersperhand;
    int totalfingers();
} creature;    

int creature::totalfingers()
{
    return numberofhands * fingersperhand;
};

int main()
{
    creature human;
    human.numberofhands = 2;
    human.fingersperhand = 5;

    printf("%d",human.totalfingers());
    return(0);
}

真正让我恼火的是，我必须将计算出的值与明确定义的值区别对待，即我必须在它后面加上“()”。我怎样才能更改代码，以便我可以使用:human.totalfingers 而无需明确定义它？

Answer 1

最简单的选择是使用公共(public)成员函数并隐藏实际属性。像这样:

class Creature {
public:
    Creature(int numhands, int fingersperhand) // constructor
        : m_numhands{numhands}, m_fingersperhand{fingersperhand}
        { }
    int fingersPerHand() const { return m_fingersperhand; }
    int numberOfHands() const { return m_numhands; }
    int totalFingers() const { return numberOfHands() * fingersPerHand(); }

private:
    const int m_numhands;
    const int m_fingersperhand;
};

私有(private)成员变量是一个实现细节。该类的用户只需使用三个公共(public)成员函数在构造后获得不同数量的手指，无需关心其中两个返回常量存储数字，第三个返回计算值 - 这与用户无关。

使用示例:

#include <iostream>
int main()
{
    Creature human{2, 5};
    std::cout << "A human has "
        << human.totalFingers() << " fingers. "
        << human.fingersPerHand() << " on each of their "
        << human.numberOfHands() << " hands.\n";
    return 0;
}

如果 - 根据您的评论 - 您不想使用构造函数(尽管这是确保您不会忘记初始化成员的最安全方法)，您可以修改类像这样:

class CreatureV2 {
public:
    int fingersPerHand() const { return m_fingersperhand; }
    int numberOfHands() const { return m_numhands; }
    int totalFingers() const { return numberOfHands() * fingersPerHand(); }

    void setFingersPerHand(int num) { m_fingersperhand = num; }
    void setNumberOfHands(int num) { m_numhands = num; }

private:
    // Note: these are no longer `const` and I've given them default
    // values matching a human, so if you do nothing you'll get
    // human hands.
    int m_numhands = 2;
    int m_fingersperhand = 5;
};

修改类的使用示例:

#include <iostream>
int main()
{
    CreatureV2 human;
    std::cout << "A human has "
        << human.totalFingers() << " fingers. "
        << human.fingersPerHand() << " on each of their "
        << human.numberOfHands() << " hands.\n";

    CreatureV2 monster;
    monster.setFingersPerHand(7);
    monster.setNumberOfHands(5);
    std::cout << "A monster has "
        << monster.totalFingers() << " fingers. "
        << monster.fingersPerHand() << " on each of their "
        << monster.numberOfHands() << " hands.\n";

    CreatureV2 freak;
    freak.setFingersPerHand(9);
    // Note: I forgot to specify the number of hands, so a freak get 
    // the default 2.
    std::cout << "A freak has "
        << freak.totalFingers() << " fingers. "
        << freak.fingersPerHand() << " on each of their "
        << freak.numberOfHands() << " hands.\n";

    return 0;
}

注意:以上所有内容均假定您使用的是现代 C++14 编译器。