C++ 为什么泛型编程设计更喜欢自由函数而不是成员函数？

我最近被介绍了一些通用编程库的设计，比如STL、boost:：graph、boost PropertyMaps

使用自由函数如get（PropertyMap，key）而不是成员函数如PropertyMap.get（key）的基本原理是什么

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我知道这些函数的最通用形式是在“boost”名称空间中定义的。假设我在我的名称空间“project”中定义了一个新的PropertyMap，那么定义它对应的“get”函数的最佳位置是什么？“boost”或“project”自由函数与特定实现的耦合不太紧密（因为它们只依赖于容器的公共接口）。这允许更大的灵活性和易于维护

您将注意到，当一个特定的实现很重要时（例如

std:：map:：find

），标准库使用成员函数

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Scott Meyers有一套规则可以很好地决定如何创建函数：

主要的动机是偏爱非成员非朋友函数有助于保持类尽可能简洁。请参阅Herb Sutter的文章：

本文还包含问题的另一部分的答案，即在哪里放置相应的get函数。它是C++的一个特性，称为依赖于参数的查找（ADL）。来自Herb Sutter，他称之为Koenig lookup，尽管这个名字有争议（见下面的评论）：

Koenig lookup说，如果您提供一个类的函数参数 键入，然后查找函数名 编译器需要查看，而不仅仅是在 本地范围，但也在包含 参数的类型

下面是一个例子：

namespace MyNamespace {
    class MyClass {... };
    void func(MyClass);
}

int main(int aArgc, char* aArgv[]) {
    MyNamespace::MyClass inst;
    func(inst);  // Ok, because Koenig says look in the argument's namespace for func
}

简而言之，您只需在与类相同的命名空间中声明get函数

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请注意，如果必须显式地提供模板参数，那么这对模板化函数不起作用——请参阅本文：

我认为线索在问题中——它使它们更通用。像

std:：find（）

这样的自由函数可以用于大量不同的容器，因此是通用的-像

std:：map.find（）这样的成员只适用于
std:：map
，因此根本不是通用的

有了好的泛型函数，您应该能够设计自己的容器来与它们进行接口，从而不再需要在容器中编写自己的方法（当然也不需要编写自己的自由函数）。当您有一个容器时，提供一种方法是有意义的，对于该容器，特定操作可以以特定于该容器的方式比在通用函数中更好地实现（
std:：map
的
find（）
方法就是一个明显的例子）。
有两个不同的原因：


更好的封装：通过最小化可以访问类属性的函数数量，可以改进封装

<> >强>扩展性< /强>：在C++中，命名空间定义是打开的（可以添加），而类定义是关闭的；因此，可以添加自由函数，但不能添加成员函数


虽然封装更多的是一个品味问题，但可扩展性在泛型编程中极其重要。您不想因为第三方类型缺少您需要的一种方法而不得不放弃它。。。当然，有些类型（如内置类型或标准库类型）根本无法扩展。
大部分可能是ADL。另请看，有人告诉我，当人们称之为“Koenig查找”时，Andy Koenig非常不高兴，尽管我从未亲自问过他。正确的术语是ADL或参数相关查找。除非我弄错了，安迪只为运营商提出ADL。其余的是C++标准化委员会的发明…而且会带来无尽的麻烦。”…一个特定的操作可以通过特定于该容器的方式更好地实现…--这听起来像是[部分]模板专门化的工作。