如何在 C++ 中定义全局函数？

Question

我想要一个不是类成员并且可以从任何类访问的函数。

我假设我必须 #include 声明该函数的头文件，但我不知道在哪里定义这样的全局函数。

首先是否有充分的理由反对拥有这样的功能？

Answer 1

您需要一个主体（在 cpp 文件中）：

int foo()
{
    return 1;
}

以及头文件中的定义/原型，该定义/原型将在使用该函数之前包含：

#ifndef MY_FOO_HEADER_
#define MY_FOO_HEADER_
    int foo();
#endif

然后在其他地方使用它：

#include foo.h
void do_some_work()
{
    int bar = foo();
}

或使用内联函数（不保证它会被内联，但对于小函数很有用，例如 foo）：

#ifndef MY_FOO_HEADER_
#define MY_FOO_HEADER_
    inline int foo()
    {
        return 1;
    }
#endif

或者您可以滥用基于 C 风格标头的函数（因此这会出现在标头中，static 强制它存在于仅单个编译单元，但是您应该避免这种情况）：

#ifndef MY_FOO_HEADER_
#define MY_FOO_HEADER_
    static int foo()
    {
        return 1;
    }
#endif

Answer 2

您所调用的全局函数通常称为自由函数，它们是一件好事。

您可以像类的成员函数一样定义它，但在该类的范围之外。

double squared(double x) {
    return x*x;
}

您可以在头文件中使用 inline 关键字定义简单的函数，或者只是在头文件中声明它

double squared(double x);

并将实现（第一个示例）放入 *.cpp 文件中。

Answer 3

在头文件中：

// someheader.h
#ifndef MY_GLOBAL_FUN
#define MY_GLOBAL_FUN

void my_global_fun();    

#endif

在实现文件中： 在

#include "someheader.h"

void my_global_fun()
{
    // ...
}

需要该函数的其他文件中：

#include "someheader.h"

void f()
{
    my_global_fun();
}

像这样的自由函数很有用，并且没有太多反对使用它们的论点。根据您的用例，将这些函数放在特定的命名空间中可能是合适的，以避免与您可能使用的其他库发生名称冲突。

Answer 4

想想 main()。该功能就在那里。它不在任何类、结构或命名空间内。您只需声明并赋予它一个主体即可。当然，如果函数不是主函数，最好将原型放在标头中并在 .cpp 文件中定义它。

请记住，C 没有类，结构也不能保存成员函数。自由函数当时没有任何问题，现在也没有。

Answer 5

您必须在头文件中声明其原型并在实现文件中定义它。

//file.h
void foo();

//file.cpp
void foo ()
{}

为了简短地回答您的第二个问题，当多个不同的类和类型以通用方式使用全局函数时，需要全局函数。例如数学函数。

否则，一般来说你可能会避免这么多全局函数。此外，您还应该避免使用与此类函数关联的静态本地成员或全局数据（这样您就不必担心线程安全）。

Answer 6

除了@Necrolis 的回答之外，不推荐使用静态，而是使用未命名命名空间。然而，使用未命名的命名空间和静态都会为每个翻译单元创建单独的副本，这会增加二进制文件的大小。从这个意义上来说，使用 inline 比这两者都要好。

这些解决方案允许编译器进行更多特定于使用的优化，但与源文件中的定义然后链接相比，指令缓存不太友好。