为什么在类声明之外不允许使用虚拟和静态关键字？答案

【问题标题】：Why virtual & static keywords aren't allowed outside class declaration?为什么在类声明之外不允许使用虚拟和静态关键字？
【发布时间】：2015-05-22 12:13:07
【问题描述】：

我很想知道为什么 C++ 中不允许跟随？

第一个节目：

#include <iostream>
class Test {
    public:
        int myfun();
}
virtual int Test::myfun()
{ return 0; }
int main()
{ }

[错误] 'virtual' 外部类声明

第二个程序：

#include <iostream>
class Test {
    public:
        int myfun();
};
static int myfun() {
    std::cout<<"This program contains an error\n";
    return 0; 
}
int main() {
  Test::myfun(); 
  return 0; 
}

[错误] 不能在没有对象的情况下调用成员函数'int Test::myfun()'

所以，我的问题是

为什么我不能像第一个程序一样使成员函数成为虚拟函数？

为什么我不能像在第二个程序中那样使成员函数静态？

有什么理由不允许这两个关键字出现在课堂之外？

【问题讨论】：

static 绝对允许在类定义之外。但想想virtual 的真正含义。
有理由允许这两个课外吗？你想达到什么目标？
@meet：第二个程序定义了第二个同名的非成员函数。由于您没有定义Test::myfun，它将无法链接。
@Jarod42：这些示例尝试将修饰符添加到不在其声明中的定义中。
函数的定义必须与其声明相匹配，因此我不太明白你的意思。如果允许，您认为您会得到什么？

标签： c++ syntax static virtual

【解决方案1】：

修饰符必须在函数声明中，否则无法调用仅给出声明的函数。

由于它们必须在声明中，因此将它们也放在定义中是多余的。没有特别好的理由禁止它们（只要它们符合声明），但也没有特别好的理由允许它们。

【讨论】：

【解决方案2】：

virtual 与多态有关，这就是为什么它只允许在类中使用。 static 允许在类之外使用，并使全局函数“私有”。您的程序的问题是，Test 类中的 myfun() 不是静态的，您必须创建一个 Test 实例才能调用此方法。

int main()
{
    Test test;
    test.myfun(); // works
    return 0;
}

myfun() 的静态版本与类无关，不能像这样调用：Test::myfunc()（因为，正如我所说，它与 Test 无关）。你可以这样调用它：

int main()
{
    myfun(); // global function, has nothing to do with any classes
    return 0;
}

【讨论】：

【解决方案3】：

你想通过在类声明之外声明这个函数来创建一个函数virtual。但是，请考虑将使用您的类的其他代码。您很可能将#include 仅包含Test 类的标题，该类仅包含class Test 块，而不包含实现。因此，在编译该代码时，编译器不会知道函数是virtual。但是，它需要知道，因为它需要为virtual和非virtual函数生成不同的调用代码。

更详细地说，假设一个比您的示例更高级的程序。根据您的建议，它将包含几个编译单元并组织如下（为清楚起见，省略了#ifdef 守卫）：

// Test.h
class Test {
    public:
        int myfun();
};

// Test.cpp
#include "Test.h"
virtual int Test::myfunc() { return 0;}

// other.cpp
int foo(Test& test) { return test.myfunc(); } // <--- *

您将与other.cpp 分开编译Test.cpp。那么当你编译other.cpp时，编译器怎么知道它应该对foo()中的test.myfunc()进行虚拟调用呢？

同样的道理也适用于static 函数。但是请注意，static 关键字还有另一个含义，可以在类声明之外使用。

【讨论】：

【解决方案4】：

编译器一次编译一个源文件（“翻译单元”）。如果你要声明一个类

#include "Test.h"

class SpecialTest : public Test {
    int myfun();
};

编译器只能看到“Test.h”中的内容，而不是“Test.cpp”中的内容。因此，如果只允许您在 .cpp 文件中生成 myfun() virtual，编译器将无法正确编译“SpecialTest”而无需查看“Test.cpp”

【讨论】：

【解决方案5】：

正如 cmets 中的 juanchopanza 所指出的，virtual 仅在上下文 ob 类中才有意义。回想一下，虚方法是没有实现的函数，将其留给从定义虚方法的类继承的其他类。但是如果虚定义在一个类之外，这种情况下如何表示继承呢？这将是一个未实现的功能，其他类不可能实际实现它。

对于静态，您在类的上下文内外混淆了它的含义。如果你想拥有一个不需要对应对象就可以调用的函数，可以将其定义为类的静态函数。如果您希望此函数位于类之外，只需省略静态函数，因为该函数可用而无需对象。但是类上下文之外的静态意味着完全不同的东西。

【讨论】：