具有成员函数的 C++ 结构与具有公共变量的类

Question

这确实是一个良好形式/最佳实践的问题。我使用 C++ 中的结构来形成旨在基本上保存数据的对象，而不是创建一个具有大量访问器方法的类，这些方法除了获取/设置值之外什么都不做。例如：

struct Person {
    std::string name;
    DateObject dob;
    (...)
};

如果您想象那里还有 20 个变量，那么将其编写为具有私有成员和 40 多个访问器的类会很麻烦，而且对我来说似乎很浪费。

但有时，我可能还需要为数据添加某种最小功能。在示例中，假设我有时还需要年龄，基于 dob：

struct Person {
    std::string name;
    DateObject dob;
    (...)
    int age() {return calculated age from dob;}
}

当然，对于任何复杂的功能，我都会创建一个类，但是对于像这样的简单功能，这是“糟糕的设计”吗？如果我确实使用了一个类，将数据变量保留为公共类成员是一种不好的形式，还是我只需要接受它并使用一堆访问器方法创建类？我了解类和结构之间的区别，我只是在询问最佳实践。

Answer 1

我认为这里有两个重要的设计原则需要考虑：

1. 如果某个类存在不变量，则通过接口隐藏该类的表示。

   当该类存在无效状态时，该类具有不变量。该类应始终保持其不变性。

   考虑一个表示二维几何点的Point 类型。这应该只是带有公共 x 和 y 数据成员的 struct。没有无效点之类的东西。 x 和 y 值的每个组合都非常好。

   对于Person，它是否具有不变量完全取决于手头的问题。您认为空名称之类的东西是有效名称吗？ Person 可以有任何出生日期吗？对于您的情况，我认为答案是肯定的，您的班级应该公开成员。

   见：Classes Should Enforce Invariants

2. 非友元非成员函数改进了封装性。

   没有理由将您的age 函数实现为成员函数。 age 的结果可以使用Person 的公共接口计算，所以它没有理由成为成员函数。将它放在与Person 相同的命名空间中，以便通过参数相关查找找到它。 ADL 找到的函数是该类接口的一部分；他们只是无权访问私人数据。

   如果你确实让它成为一个成员函数，并且有一天向Person 引入了一些私有状态，你就会有一个不必要的依赖。突然间，age 对数据的访问权限超出了它的需要。

   见：How Non-Member Functions Improve Encapsulation

所以我将如何实现它：

struct Person {
  std::string name;
  DateObject dob;
};

int age(const Person& person) {
  return calculated age from person.dob;
}

Answer 2

在 C++ 中，Structs 是类，唯一的 区别（至少我能想到）是 Structs 中的成员默认情况下是公共的，但在类中它们是私有的。这意味着您可以完全接受 Structs - this article 解释得很好。

Answer 3

在 C++ 中，结构和类之间的唯一区别是结构在默认情况下是公开可见的。一个很好的指导方针是将结构用作纯旧数据 (POD)，它只保存数据并在需要更多功能（成员函数）时使用类。

您可能仍然想知道是在类中只使用公共变量还是使用成员函数；考虑以下场景。

假设你有一个类A，它有一个函数GetSomeVariable，它只是一个私有变量的getter：

class A
{
    double _someVariable;

public:
    double GetSomeVariable() { return _someVariable; }
};

如果二十年后，该变量的含义发生了变化，并且您必须将其乘以 0.5，该怎么办？使用 getter 时，很简单；只需返回变量乘以 0.5：

    double GetSomeVariable() { return 0.5*_someVariable; }

通过这样做，您可以轻松维护并轻松修改。

Answer 4

如果你想要一些数据持有者，那么更喜欢没有任何 get/set 方法的结构。

如果还有更多内容，例如本例中的“Person”。

1. 它模拟现实世界的实体，
2. 具有明确的状态和行为，
3. 与外部世界交互，
4. 展示与其他实体的简单/复杂关系，
5. 它可能会随着时间的推移而演变，

那么它是一个类的完美候选者。

Answer 5

“仅对携带数据的被动对象使用结构；其他一切都是类。”

说google guidlines，我就是这样做的，发现这是一个很好的规则。除此之外，我认为你可以定义自己的语用学，或者如果它真的有意义的话，可以偏离这个规则。

Answer 6

我不想在这里引发一场圣战；我通常是这样区分的：

• 对于 POD 对象（即，仅数据，没有暴露行为）将内部声明为公共并直接访问它们。 struct 关键字的使用在这里很方便，也可以作为对象使用的提示。
• 对于非 POD 对象，声明内部私有并定义公共 getter/setter。在这些情况下，class 关键字的使用更加自然。

Answer 7

只是为了消除一些人的困惑！而且采摘方便！这里有几点！

在结构中！你可以有 encapsulation 和 visibility 操作符（使 private 或 public）！就像上课一样！

所以有人说或者你可能在网上找到的说法是：其中一个区别是结构没有可见性运算符和隐藏数据的能力，是错误的！

您可以像在类中一样拥有方法！

运行下面的代码！你可以检查它是否编译得很好！并且运行良好！整个 struct 就像 class 一样工作！

主要区别只是可见模式的默认设置！

结构已公开！默认为私有类！

#include<iostream>
#include<string>

using namespace std;

int main(int argv, char * argc[]) {
    struct {
        private:
            bool _iamSuperPrivate = true;
            void _sayHallo() {
                cout << "Hallo mein Bruder!" << endl;
            }
        public:
            string helloAddress = "";
            void sayHellow() {
                cout << "Hellow!" << endl;
                
                if (this->helloAddress != "") {
                    cout << this->helloAddress << endl;
                }

                this->_sayHallo();
            }
            bool isSuperPrivateWorking() {
                return this->_iamSuperPrivate;
            }
    } testStruct;

    testStruct.helloAddress = "my Friend!";
    testStruct.sayHellow();

    if (testStruct.isSuperPrivateWorking()) {
        cout << "Super private is working all well!" << endl;
    } else {
        cout << "Super private not working LOL !!!" << endl;
    }

    return 0;
}

在记忆中它们是一样的！

我没有检查自己！但有人说，如果你做同样的事情！ struct 和 class 之间的编译汇编代码将相同！ （待查！）

参加任何课程并将名称更改为 typedef struct ！您会看到代码仍然可以正常工作！

class Client {

}

Client client(...);

=>

typedef struct Client {
 ....
} Client;

Client client(...);

如果你这样做，一切都会一样！至少我知道在 gcc 中是这样的！

你可以测试！在您的平台上！