CPP常识 01 -- cpp的前向声明

cpp

转自网络,来源不可考.

在这里,我想每天来更新一些关于CPP的,我们应该知道的知识,日积月累,我相信一定能够到达一个比较高的境界的.虽然我以后不一定会使用这门语言.

CPP的前向声明

两个类相互包含引用的问题

在构造自己的类时，有可能会碰到两个类之间的相互引用问题，例如：定义了类A类B，A中使用了B定义的类型，B中也使用了A定义的类型:

class A
{
    int i;
    B b;
}
class B
{
    int i;
    A* a;
}

请注意上面的定义内容，一般情况下是不能出现类A，类B相互引用都定义对象，即如下的样子：

class A
{
    int i;
    B b;
}
class B
{
    int i;
    A a;
}

在这种情况下，想想能够有a.b.a.b.a.b.a.b.a.b…………，很有点子子孙孙无穷尽之状，那么我的机器也无法承受。最主要的还是这种关系很难存在，也很难管理。这种定义方式类同程式中的死循环。所以，一般来说，两者的定义，至少有一方是使用指针，或两者都使用指针，但是决不能两者都定义实体对象。

言归正传，那么，在定义时因为相互引用肯定会需要相互包含头文档，假如仅仅只是在各自的头文档中包含对方的头文档，是通但是编译的，如下：

//class A.h
#include "B.h"
class A
{
    int i;
    B b;
}
//class B.h
#include "A.h"
class B
{
    int i;
    A *a;
}

如上的包含方式可能会造成编译器有错误提示：A.h文档中使用了示知类型B。
怎么办？

一般的做法是：两个类的头文档之中，选一个包含另一个类的头文档，但另一个头文档中只能采用class *；的申明形式，而在实现文档中（*.cpp）中包含头文档，如下：

//class A.h
#include "B.h"
class A
{
    int i;
    B b;
}
//class B.h
class A;
class B
{
    int i;
    A *a;
}
//B.cpp
//在B.cpp中的文档包含处要有下面语句，否则不能调用成员a的任何内容
#include "A.h"
B::B()
{
    ……
}

为什么要前向声明?

我们先举一个栗子:

//foo.h  
class foo  
{......};  
//util.h  
class foo;  
class util  
{  
  private:  
    foo* m_foo;  
};  

1. 前向声明用于降低inclusion tree的复杂程度，降低模块间的耦合度。

2. 前提是前向声明的类foo只能用来定义指针或者引用，而不可以定义实体对象，因为指针占用的空间大小固定，而类实体占用的空间大小必须引入头文件才能确定。

   前向声明是一种不完全类型声明，所以它并不能取代完全类型，对于编译器来说，在需要知其被声明对象大小和内容时，前向声明，己不可用。故其应用场景，只有一下两点:

   • 声明引用和指针;
   • 作函数(仅声明)的返回类型或是参数类型.

3. 实现方式是在util.h头文件中声明类foo，而不引入头文件foo.h。关于这点，你可能会说，即使util.h文件里不包含foo.h，但是你util.cpp文件中仍然要包含foo.h。的确。那么问题来了，如果别人要使用你的util类，就不需要知道foo类的相关信息了。如果即使foo发生改变，引用util.h的那文件，也不需要重新编译了。如果你将foo和util封装成库，那只需要公开util.h就可以了，foo.h根本不需要露面，也就加强了封装性。否则，你发布的库还必须带着foo.h一起发布。

4. 对于类和结构体，都可以用以上方式进行声明，但是对于结构体，有一种情况是无法前向声明的：

   typedef struct{ …… }MyStruct, *MyStruct;

   对于这种形式，你是无法用MyStruct进行前向声明的。所以尽量不要将结构体设计成这种形式，哪怕非得这样写，也给它个名字，以便前向声明：

   typedef struct _MyStruct{ …… }MyStruct, *MyStruct;

总结

所以这点的结论其实很简单,那就是如果可以的话,尽量多使用cpp的前向声明,因为这个玩意可以减少依赖,如果很多文件包含了某个头文件,如果这个头文件发生改变,那么这些包含了头文件的文件都要重新编译,这是一件非常耗时的事情,这虽然是一个小的知识点,但是用处还是挺大的.