c++ - 命名空间 + 函数与类上的静态方法

Question

假设我有或将要编写一组相关的函数。假设它们与数学有关。在组织上，我应该:

编写这些函数并将它们放入我的 MyMath命名空间并通过 MyMath::XYZ() 引用它们

创建一个名为 MyMath 的类并将这些方法设为静态并引用类似的 MyMath::XYZ()

为什么我会选择一个而不是另一个作为组织我的软件的方式？

Answer 1

默认情况下，使用命名空间函数。
类是用来构建对象的，而不是用来替换命名空间的。
在面向对象的代码中
Scott Meyers 为他关于这个主题的 Effective C++ 一书写了一个完整的条目，“Prefer non-member non-friend functions to member functions”。我在 Herb Sutter 的一篇文章中找到了对该原则的在线引用:http://www.gotw.ca/gotw/084.htm
需要知道的重要一点是:在 C++ 中，与类在同一命名空间中的函数，并且具有该类作为参数的函数属于该类的接口(interface)(因为 ADL 将在解析函数时搜索这些函数电话)。

For example:

• let's say you have a namespace N
• let's say you have a class C, declared in namespace N (in other words, its full name is N::C)
• let's say you have a function F, declared in namespace N (in other words, its full name is N::F)
• let's say that function F has, among its parameters, a parameter of type C

... Then N::F is part of N::C's public interface.

命名空间函数，除非声明为“ friend ”，否则无法访问类的内部结构，而静态方法则可以。
这意味着，例如，在维护类时，如果需要更改类的内部结构，则需要在其所有方法中搜索副作用，包括静态方法。
扩展一
将代码添加到类的接口(interface)。
在 C# 中，即使您无法访问类，也可以向类添加方法。但在 C++ 中，这是不可能的。
但是，仍然在 C++ 中，您仍然可以添加命名空间函数，甚至可以添加到某人为您编写的类中。
从另一方面看，这在设计代码时很重要，因为通过将函数放在命名空间中，您将授权用户增加/完成类的接口(interface)。
扩展二
上一点的副作用是，不可能在多个 header 中声明静态方法。每个方法都必须在同一个类中声明。
对于命名空间，来自同一命名空间的函数可以在多个头文件中声明(几乎标准的交换函数是最好的例子)。
扩展三
命名空间的基本优势在于，在某些代码中，如果使用关键字 using，就可以避免提及它。 :

#include <string>
#include <vector>

// Etc.
{
   using namespace std ;
   // Now, everything from std is accessible without qualification
   string s ; // Ok
   vector v ; // Ok
}

string ss ; // COMPILATION ERROR
vector vv ; // COMPILATION ERROR

您甚至可以将“污染”限制为一类:

#include <string>
#include <vector>

{
   using std::string ;
   string s ; // Ok
   vector v ; // COMPILATION ERROR
}

string ss ; // COMPILATION ERROR
vector vv ; // COMPILATION ERROR

这种“模式”对于正确使用几乎标准的交换习语是强制性的。
这对于类中的静态方法是不可能的。
因此，C++ 命名空间有自己的语义。
但它更进一步，因为您可以以类似于继承的方式组合命名空间。
例如，如果您有一个命名空间 A带功能 AAA , 命名空间 B带功能 BBB ，你可以声明一个命名空间 C , 并带上 AAA和 BBB在此命名空间中使用关键字 using .
您甚至可以使用 using namespace 将一个 namespace 的完整内容带入另一个 namespace 中。 ，如命名空间 D!

namespace A
{
   void AAA();
   void AAA2();
}

namespace B
{
   void BBB();
}

namespace C
{
   using A::AAA;
   using B::BBB;
}

namespace D
{
   using namespace A;
   using namespace B;
}

void foo()
{
   C::AAA();
   // C::AAA2(); // ERROR, won't compile
   C::BBB();
}

void bar()
{
   D::AAA();
   D::AAA2();
   D::BBB();
}

结论
命名空间用于命名空间。
类(class)是为了类(class)。
C++ 被设计成每个概念都是不同的，并且在不同的情况下以不同的方式用作不同问题的解决方案。
需要命名空间时不要使用类。
在您的情况下，您需要命名空间。