c++ - 将函数作为类的成员应当遵从什么样的规范?

Question

比如一个大小固定为4x4的矩阵类Matrix，针对矩阵的操作有许多，这些应当作为成员还是外部函数呢？

• 矩阵的构造，比如单位矩阵、对角矩阵、旋转缩放平移投影等，这些应该作为const成员变量（部分）？还是作为构造函数？还是static成员函数？还是外部函数来产生？

• 针对矩阵的操作非常多，比如矩阵的转置、矩阵求逆，应该作为成员还是外部函数？

• 两个矩阵之间的操作，比如等价、合同，func(A, B)和A.func(B)哪个设计更好？

• 运算符的重载，+、*、+=、*=、=、==这些应当作为成员函数还是作为友元函数？

Answer 1

可以參考：C++ Core Guidelines

類別規則的第四條

C.4: Make a function a member only if it needs direct access to the representation of a class

只有當函數需要直接對類別成員變數存取的時候，才將函數作為成員函數，其他的，都應該作為輔助函數（helper function），這些輔助函數應該和類別放在同一個命名空間裡面。
例如：

namespace Chrono { // here we keep time-related services

    class Time { /* ... */ };
    class Date { /* ... */ };

    // helper functions:
    bool operator==(Date, Date);
    Date next_weekday(Date);
    // ...
}

對於問題中的Matrix類，這些函數都應該作為輔助函數。