如何将函数范围限制在与 C++ 中定义的文件相同的文件中？答案

【问题标题】：How to limit a function scope in the same file as it is defined in c++?如何将函数范围限制在与 C++ 中定义的文件相同的文件中？
【发布时间】：2016-05-13 15:53:48
【问题描述】：

我有调用私有成员函数的公共成员函数。我想限制私有成员函数定义可用的文件中私有成员函数的范围。在C中，我在函数名前使用了static来限制其在文件中的作用域，在C++中如何实现。

class Base
{
  public:
  void XYZ1(void);
  void XYZ2(void);
  private:
  void fun(void);
};

void Base::XYZ1(void)
{
  fun();
}

void Base::fun(void)
{
  // do something;
}

现在，如果成员函数 XYZ2 是在其他 .cpp 文件中定义的，则不应允许从中调用 fun()。基本上将 fun() 函数限制在文件范围内。在a1.cpp中

void Base::XYZ2(void)
{
  fun();// this should result in some error saying fun() is not defined in its scope.
}

【问题讨论】：

我认为这样的事情是不可能的，至少不能以便携的方式。
C++ 也允许您使用static 进行内部链接，但它对成员函数有不同的含义。这不是 C 与 C++ 的问题。
fun() 必须是成员函数，还是非成员函数？
唯一的解决方案是不让它们成为成员函数，而是“正常”的非成员函数。然后，您可以将它们设为 static，就像在 C 中一样，或者将它们放在匿名命名空间中。如果函数需要访问其他私有成员（函数或变量），这当然会导致问题，在这种情况下，您应该阅读the pimpl idiom。
学究式地说，staticlimits linkage, not scope.

标签： c++ namespaces

【解决方案1】：

我想在可以定义私有成员函数的文件中限制私有成员函数的范围。

private 成员函数不能被另一个类或函数使用，除非它们被该类授予 friend-ship。从这个意义上说，函数可以调用的范围已经是有限的。

话虽如此，类的任何成员函数或已被该类授予friend-ship 的任何类或函数都将能够调用private 成员函数。

防止该函数在定义它的文件之外被调用的唯一方法是使其成为 .cpp 文件中的非成员 static 函数。或将其放在 .cpp 文件中的匿名命名空间中。

【讨论】：

或者放在.cpp文件中的匿名命名空间中。

【解决方案2】：

现在，如果成员函数 XYZ2 定义在其他 .cpp 文件中，它不应该被允许从中调用 fun() 。基本上限制了 fun() 函数到文件范围。在a1.cpp中

您可以将函数放在匿名命名空间中（在使用的 cpp 文件中）。链接将变为内部链接，并且无法从任何其他文件访问该名称。将函数设为静态（在 cpp 文件中）时，也可以获得相同的效果。

如果您需要访问内部/私有成员，您可以使用嵌套类，其实现在相关 cpp 文件中定义：

//h
class Nesting
{
    //...
  private:
    struct MyPrivateFunctions;
};

//cpp

struct Nesting::MyPrivateFunctions
{
  static void f1(Nesting& this);
  static void f2(Nesting& this);
  //etc...
};

我已将 Nesting 作为参数传递给 MyPrivateFunctions 可以访问其私有成员（因为它是嵌套的，所以这是允许的）。

请注意，这与其他地方提到的 Impl 技巧非常相似，但它也允许在其他单元中独立定义成员函数，并且不需要实例化。

【讨论】：

【解决方案3】：

大多数人建议您在 C++ 中使用匿名命名空间。但是，这只有在您想做类似声明一个全局变量/函数时才可行，该全局变量/函数应该在定义它的文件中严格使用。

我们不能按照 C++ 标准在类中使用命名空间，您可能想看看这个讨论：Why can't we declare a namespace within a class?

我在函数名之前使用了 static 来限制它在文件中的范围。

这对你有用，但这里的理解是错误的，因为静态从来没有打算用作范围说明符，它是一个存储说明符，它的生命周期是整个程序生命周期。您仍然可以通过多种方式从其他文件访问静态变量，但是这里的编译器不提供外部可见的链接器符号，因此其他翻译单元/文件无法访问。

就公共成员函数而言，他们应该被允许从定义它的任何文件中使用这个私有函数。这样类成员函数之间的关系就不会被破坏。我想您现在将停止将静态视为范围说明符:)

【讨论】：

【解决方案4】：

如果您不想向外部显示类的“隐藏”功能，也可以使用良好的旧隐式技巧。毕竟，私有函数仍然列在头文件中。

// Foo.h
class FooImpl; // forward declearation
class Foo
{
    FooImpl *m_pImpl;
    public:
    Foo(); // Default constructor (and any other) create instance of FooImpl.
    ~Foo();
};

// Foo.cpp
class FooImpl
{
   // members of hidden types, secrets, methods, ... anything you do not want to show to users of class Foo.
};
Foo::Foo() : m_pImpl(new FooImpl()) {}
Foo::~Foo() 
{
     delete m_pImpl; m_pImpl = nullptr;
}

可以看出，使用 impl 技巧，您不仅可以隐藏函数，还可以隐藏类的数据成员以及如果成员是 Foo 类的一部分将产生的类型依赖关系。

【讨论】：

【解决方案5】：

解决此问题的一种方法是使用所谓的“外观”。基本上，你有两个类：第一个类有你想要隐藏的私有方法，而第二个类实现了一个包装器，它只提供你想要访问的方法。第二个类包装了第一个类的一个实例。这就是整个技巧的工作原理。

https://en.wikipedia.org/wiki/Facade_pattern

【讨论】：