c++私有(private)静态成员变量与自由非成员变量相比

Question

我是 C++ 的新手，对private static member 或“free nonmeber”有疑问。

我可以这样写我的代码:

// MyClass.h - Version 1
class MyClass
{
public:
    MyClass();
    ~MyClass();
private:
    static int iValue;
};

// MyClass.cpp
int MyClass::iValue = 123;

没有私有(private)成员的另一种方式，在cpp内部有内部链接

// Version 2 - static 
static int iValue = 123;

// or anonymouse namespace
namespace
{
    int iValue2 = 123;
}

我能看到的唯一区别是类外的“可见性”，尽管我不能使用它。
如果我想在派生类之外或派生类中使用 iValue，我会在版本 1 中将静态成员声明为 public 或 protected anyway 或在类之上完全全局。对于关键字const，我更不清楚。

class MyClass
{
private:
    static const int iValue;
// (...)
}

我总是喜欢把尽可能多的东西从外面隐藏起来。

简而言之:有什么理由让我更喜欢版本 1 而不是版本 2？

亲切的问候
尼丝

Answer 1

这个领域的设计决策需要平衡一些因素，这些因素很容易理解，这样您就可以在每次需要做出这样的选择时权衡利弊:

• 匿名命名空间或静态非成员允许 所有 以后在翻译单元中的代码完全访问。

  • 用于实现文件(例如“.cc”/“.cpp”)，它们让您拥有一些静态数据/函数 - 而不是对象符号表中的 extern - 这不能被其他翻译单元的代码访问。

    • 较小的符号表有时可以减少程序链接和/或加载时间。

    • 这通常被认为比私有(private)成员变量具有更少的封装，因为不止一个类的代码和 friend 可以访问/更改数据(但类成员的定义可能会传播跨许多翻译单元，私有(private)数据更容易受到某些类型的“黑客”访问，例如客户提供的模板特化 - 没有什么是干净利落的)。

      • 如果您希望翻译单元中的更多代码能够访问，则需要减少封装:您正在寻找“非常适合”实际需求的方法。

    • 这减少了(重新)编译依赖性(在 Lakosian 术语中也称为“物理依赖性”)，这意味着您可以在不编辑 header 的情况下更改数据/函数，并且仅重新编译翻译单元可以让新数据/behaviour 被链接以合并，但是有许多客户端对象/可执行文件；这与往往需要重新编译 和重新链接所有客户端代码以便合并的头文件编辑形成鲜明对比。在企业规模的开发中，低级库的更改可能是一个大问题。

  • 它们很少在标题中使用，因为每个包含此类标题的翻译单元都会获得数据/函数的独立“拷贝”，而且对于一个希望每个翻译单元存储状态的程序；它通常不会清晰地映射到程序数据中具有逻辑意义的分区(例如，每个线程，运行时每个“用户”)，即使程序可以被构造成看起来很有用，通常最好使用以下方法管理多个数据拷贝对象实例，使其与翻译单元分离，以便为以后的源代码重构/重组保留灵 active 。

  • 它们无法访问任何类的私有(private)/ protected 成员，并且有人建议它们可能与任何特定类无关并且可能可重用，这取决于它的真实性 - 可以帮助或阻碍开发人员的理解在分析数据使用或功能行为/实现时。