[分享] c++ member function 和 non-member function

[angleevil (human)]

最近看書提到運算子何時該是member function或non-member function.
因此整理一下給大家參考,也希望大家指導錯誤的地方

1.member function 和 non-member function的差異
   A.non-member function 都是定義在class外面,
     也被稱為global function.
     member function其實也有放在class的外面的機會,
     通常會放在實作檔這邊,但是必須註明class的名稱.
     反之non-member function不用在函式前面註明class的名字.
     例如:
     test.h
     class myarray
     {
         int myfunction(int a, int b);
     }

     test.cpp
     //member function
     int myarray::myfunction(int a, int b)
     {
         ...
     }
     //non-member function
     int myfunction(int a, int b)
   B.兩者在main函式呼叫的方法不同
     例如:
   int main()
   {
        int i;
        myarray a;  //declare a myarray object

        i=myfunction(3,2);  //non-member function
        i=a.myfunction(3,2); //member function
   }

2.理解兩者在運算子上的使用差異
   以下面所舉二元運算子為例,
       <lhs> <op> <rhs>
   A.如果是member function來 overload,
   左邊的 operand 一定是所屬的物件,
   右邊的 operand 就是傳進來的參數,
   編譯器實際上呼叫方式是lhs.operator<op>(rhs)

   B.如果是non-member function來overload,
   要註明左邊跟右邊的運算元類型.
   它的寫法是T operator<op>(T1 lhs, T2 rhs),
   T是傳回的類型,可以跟參數類型一樣.
   編譯器實際上呼叫方式是operator<op>(lhs, rhs)

3.使用準則(用來決定運算子該是member function或non-member function)
   A.一元運算子是members
   B.= [] ()和->必須是members
   C.assignment版的運算子(+=,-+等)必須是members
   D.其他所有二元運算子都應該是nonmembers

參考資料
1.http://www.cs.uregina.ca/Links/class-info/210/Overloading/membervsregular.html
2.http://www.programmer-club.com.tw/ShowSameTitleN/c/31905.html
3.Exceptional C++ 國際中文版: 47個工程難題`編程疑問`及其解決方法/Herb Sutter原著;侯捷 譯
  -台北市:普林帝斯霍爾,2000[民89]
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 61.220.204.217
推 shadow0326:我對3-D有疑惑, 可以請問"應該"的理由嗎?
ex:
當operator +為member function時
Object obj;
double x;
double y;
x=obj+y;->x=obj.operator+(y)//這是ok
但是x=y+obj;->x=y.operator+(obj);//這是無法辦到的
上一行的結果是不自然的,
你不能要求使用者永遠只能用x=obj+y;去撰寫程式.
實際上作者也知道implict的問題,因此它用多載來解決.

至於shadow0326遲遲無法完全接這理由,
還有一個原因.我沒有拿<<和>>當例子.(><因為我無法理解書中的解釋,只能請其他人舉例)

ps:
拍謝,引用tropical72為例子
→ legnaleurc:因為 members => 看得到 private => 高耦合吧
推 tropical72:Object obj;double x,y; x=obj+y; x=obj.operator+(y)
→ tropical72:此使 memmber 即可, 考慮 x=y+obj;
→ tropical72:( x=y.operator+(obj); 錯誤), 需用 global overload
→ tropical72:為考量x=y+obj/x=obj+y 均可正常執行,故建議用
→ tropical72:global overload operator.
→ Ag2S:想問一下，private data就只好用friend解嗎？這樣會比較好？
→ tropical72:試想一下如果 class string 要支援 strlen() 的話怎做?
→ tropical72:別把 friend 視作會破壞oo,擅用它會使得oo更好.
推 shadow0326:唔, 要滿足交換率的前提應該是能掌握好implict轉換的結
→ shadow0326:果吧, 反過來說, 如果implict轉換會造成非預期的結果,
→ shadow0326:non-member似乎反而會造成麻煩?
→ angleevil:其實tropical72的解釋比我好,你問這個問題時,我還真不知
→ angleevil:到如何回答.基本上non-member也可以用多載來解決
→ angleevil:ex:operator+(const complex& lhs,const double & rhs)
→ angleevil:operator+(const double& lhs,const const & rhs)
推 shadow0326:當然也可以寫兩個多載來避免implict, 不過我是覺得不一
→ shadow0326:有必要為了滿足交換率而做到這種地步...
→ shadow0326:更正: 不一定
→ angleevil:但是當你把相加的結果assign時,就必須是non-member
→ shadow0326:結果的assign是由operator的回傳型態決定的吧?
→ angleevil:不對喔,你要先看看2A.它實際上是怎樣呼叫的
→ angleevil:它實際上是用物件(lhs)呼叫operator+.然後用rhs當參數
→ shadow0326:那基本上還是是否滿足交換率的問題吧, 和結果的關係是?
→ angleevil:你可以參考tropical72的解釋.y.operator+(obj);<--
→ angleevil:而且2A說過了左邊的運算元一定是所屬的物件.
推 tropical72:回文討論吧,推文裡的東西版上都還沒有,可以討論很久.
→ shadow0326:我覺得有點鬼打牆了 XD 我知道operator的呼叫方式, 也
→ shadow0326:理解建議non-memeber的理由 (後者要感謝t大和a大)
→ shadow0326:我只是想說non-member可能付出的代價(implict的問題)
→ shadow0326:以及是否有必要為了滿足交換率特地寫兩條實作幾乎相同
→ tropical72:我能理解 shadow0326 考量在哪,但那問題在複載二元運算
→ shadow0326:的overload.  (當然我支持有些時候non-member真的較好)
→ tropical72:子時就一定要考量,甚至必要時也會提供 static_cast<T>
→ tropical72:之複載.
→ angleevil:shadow0326,我引用tropical72的例子來解釋理由,看看還有
→ angleevil:疑問嗎? 也希望其他人幫忙多找問題和回答
※ 編輯: angleevil       來自: 61.220.204.217       (11/17 08:25)
※ 編輯: angleevil       來自: 61.220.204.217       (11/17 11:35)
推 cgcheng:幾乎同樣的實作?func(lhs,rhs){ func(rhs,lhs) }
→ cgcheng:看這樣會不會好點，加個兩行滿足需求
推 cgcheng:implict的問題是比較麻煩點,不過根據use case好像可以避開
→ angleevil:樓上可以講解更清楚嗎?直接給func(lhs,rhs)不知是member
→ angleevil:or nonmember case? 還是說用一個member function的功能
→ angleevil:取代operatior overloading? ><而且我不太知道use case
→ angleevil:的意思是什麼? 麻煩大家解惑一下
推 shadow0326:我想c大的意思是例如 operator + (l,r){return r+l}