C++(对象模型):04---Data之（Data Member的绑定(类内成员与全局数据的冲突性问题)）

一、考察下面的一个例子

  

   

    

     

    
    

     

      //某个foo.h头文件，有如下声明
     
    
   

    

     

    
    

     

      extern 
      float x;
     
    
  

  

   

    

     

    
    

     

      //在Point3d.h文件中
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     

      #include "foo.h"
     
    
   

    

     

    
    

     

      class Point3d
     
    
   

    

     

    
    

     

      {
     
    
   

    

     

    
    

     

      public:
     
    
   

    

     

    
    

     

          Point3d(
      float, 
      float, 
      float);
     
    
   

    

     

    
    

     
 
     
    
   

    

     

    
    

     
    
      //问题：这里返回的是哪一个x哪？
     
    
   

    

     

    
    

     
    
      float X()const { 
      return x; }
     
    
   

    

     

    
    

     
    
      void X(float new_X) { x = new_X; }
     
    
   

    

     

    
    

     
    
      //...
     
    
   

    

     

    
    

     

      private:
     
    
   

    

     

    
    

     
    
      float x, y, z;
     
    
   

    

     

    
    

     

      };
     
    
  

问题思考

• 在上面的Point3d.h头文件中，第一个X()成员函数会返回什么哪？class外部的（x）哪？还是class内部的数据成员x哪？

问题解析

• 在今天看来，第一个X()成员函数时内部的x数据成员

二、早期C++标准的数据成员绑定

• 为了防止类内数据成员与全局数据成员产生冲突，早期C++设置了下面两种防御性程序设计风格

风格①

• 把所有的数据成员放在class声明起头处，以确保正确的绑定

   

    

     

      

     
     

      

       #include "foo.h"
      
     
    

     

      

     
     

      

       class Point3d
      
     
    

     

      

     
     

      

       {
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       float x, y, z;
      
     
    

     

      

     
     

      

       public:
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       //...
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       float X()const { 
       return x; }
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       //...
      
     
    

     

      

     
     

      

       };
      
     
   

风格②

• 把所有的内联函数，不管大小都放在class声明之外

   

    

     

      

     
     

      

       #include "foo.h"
      
     
    

     

      

     
     

      

       class Point3d
      
     
    

     

      

     
     

      

       {
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       float x, y, z;
      
     
    

     

      

     
     

      

       public:
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       //...
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       float X()const;
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       //...
      
     
    

     

      

     
     

      

       };
      
     
    

     

      

     
     

      
 
      
     
    

     

      

     
     

      

       inline 
       float Point3d::X()
       const
      
     
    

     

      

     
     

      

       {
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       return x;
      
     
    

     

      

     
     

      

       }
      
     
   

• 总结：上面这种设计风格到今天还存在，虽然在C++2.0之后这种必要性就消失了。这些古老的语言规则被称为“member rewriting rule”，大意是“一个inline函数，在整个class声明未被完全看见之前，是不会被评估求值的”

三、现代C++标准的数据成员绑定规则

• C++标准精炼上面的“rewriting rule”，定义了如下的规则：
  • 对数据成员的分析，只有在整个class的声明都出现了才开始（直到出现classs右大花括号“}”）

演示说明

   

    

     

      

     
     

      

       extern 
       int x;
      
     
    

     

      

     
     

      
 
      
     
    

     

      

     
     

      

       class Point3d
      
     
    

     

      

     
     

      

       {
      
     
    

     

      

     
     

      

       public:
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       //...
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       //该函数本身的分析不会立即执行，而是等到class声明的右大括号“}”出现才开始
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       float X()const { 
       return x; }
      
     
    

     

      

     
     

      
    
       //...
      
     
    

     

      

     
     

      

       private:
      
     
    

     

      

     
     

      
        
       float x, y, z;
      
     
    

     

      

     
     

      

       };
      
     
    

     

      

     
     

      

       //在此，class的分析才开始，所以X()成员函数分析的是自身类的x数据成员，而不是全局的x
      
     
   

四、参数列表分析

• 通过下面这些演示案例，为了说明本文所介绍的“Data Member的绑定”是与数据成员有关的规则，而其他规则则不可以使用，需要具体分析
• 参数列表的规则与上面的数据成员分析规则有一些不一样（请看下面的演示案例）

演示案例①

•  尽管类型也使用typedef进行了类型声明，但是两个mumble成员函数使用的都是全局的typedef声明

   

    

     

      

     
     

      

       typedef 
       int length;
       //全局
      
     
    

     

      

     
     

      
 
      
     
    

     

      

     
     

      

       class Point3d
      
     
    

     

      

     
     

      

       {
      
     
    

     

      

     
     

      

       public:
      
     
    

     

      

     
     

      
	
       void mumble(length val) { _val = val; }
      
     
    

     

      

     
     

      
	
       length mumble() { 
       return _val; }
      
     
    

     

      

     
     

      

       private:
      
     
    

     

      

     
     

      
	
       typedef 
       float length; 
       //局部
      
     
    

     

      

     
     

      

       	length _val;
      
     
    

     

      

     
     

      

       };
      
     
   

演示案例②

•  为了演示上面那个演示案例的正确性，我们将全局typedef注释掉，程序会报错

   

    

     

      

     
     

      

       //typedef int length;
      
     
    

     

      

     
     

      
 
      
     
    

     

      

     
     

      

       class Point3d
      
     
    

     

      

     
     

      

       {
      
     
    

     

      

     
     

      

       public:
      
     
    

     

      

     
     

      
	
       void mumble(length val) { _val = val; }
      
     
    

     

      

     
     

      
	
       length mumble() { 
       return _val; }
      
     
    

     

      

     
     

      

       private:
      
     
    

     

      

     
     

      
	
       typedef 
       float length; 
       //局部
      
     
    

     

      

     
     

      

       	length _val;
      
     
    

     

      

     
     

      

       };
      
     
   

演示案例③

• 为了正确使用类内的typedef声明，我们应该将类内typedef放置在class声明的最前面
• 下面的程序是语义正确的

   

    

     

      

     
     

      

       typedef 
       int length; 
       //全局
      
     
    

     

      

     
     

      
 
      
     
    

     

      

     
     

      

       class Point3d
      
     
    

     

      

     
     

      

       {
      
     
    

     

      

     
     

      

       private:
      
     
    

     

      

     
     

      
	
       typedef 
       float length; 
       //局部
      
     
    

     

      

     
     

      

       	length _val;
      
     
    

     

      

     
     

      

       public:
      
     
    

     

      

     
     

      
	
       void mumble(length val) { _val = val; }
      
     
    

     

      

     
     

      
	
       length mumble() { 
       return _val; 
      
     
    

     

      

     
     

      

       };