C++ Trick:什么时候需要前置声明?

简介: 经常有C++开发的小伙伴提问:C++中要使用类A时,什么时候#include "a.h",什么时候用class A前置声明呢?

经常有C++开发的小伙伴提问:


C++中要使用类A时,什么时候#include "a.h",什么时候用class A前置声明呢?


通常来说,你都不需要主动去写class A这种前置声明。include能编译通过的时候都不要去写前置声明,应该仅当出现了头文件循环依赖导致编译失败的时候,才去考虑去写前置声明!


头文件循环依赖,就是说两个头文件互相include了对方,这样编译会出问题。举个例子。


有a.h(里面用了类型B的指针,所以include了b.h):


#pragma once
#include "b.h"
class A {
public:
    A():_b(nullptr) {}
    ~A() {}
    void set_b(B* b) {
        _b = b;
    }
    B* get_b() {
        return _b;
    }
private:
    B* _b;
};


有b.h:


#pragma once
#include "a.h"
class B {
public:
    B(int i):_i(i) {}
    ~B() {}
    int i() {
        return _i;
    }
    void foo(A& a) {
        B* b = a.get_b();
        b->_i += _i;
    }
private:
    int _i;
};


有main.cpp (包含main函数)


#include "a.h"
#include "b.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    A a;
    B b(3);
    a.set_b(&b);
    B b2(7);
    b2.foo(a);
    cout << a.get_b()->i() << endl;
    return 0;
}


编译main.cpp失败,报错:


./b.h:13:14: error: unknown type name 'A'
 void foo(A& a) {
 ^
1 error generated.


修改方法,因为a.h中只出现了类型B的指针,而未调用其成员函数或成员变量,故可以修改a.h删除include "b.h",增加类型B的前置声明。


#pragma once
class B; // 前置声明!
class A {
public:
    A():_b(nullptr) {}
    ~A() {}
    void set_b(B* b) {
        _b = b;
    }
    B* get_b() {
        return _b;
    }
private:
    B* _b;
};


编译main.cpp通过。


当然前置声明也不是万能的解药,请注意前面的加粗黑字:


因为a.h中只出现了类型B的指针,而未调用其成员函数或成员变量,故……


换言之,如果a.h中使用了类型B的成员函数,则无法通过更改为前置声明的方式,来让编译通过。


比如:


#pragma once
#include <iostream>
class B;
class A {
public:
    A():_b(nullptr) {}
    ~A() {}
    void set_b(B* b) {
        std::cout<< b->i() << std::endl; // !使用了B的成员函数
        _b = b;
    }
    B* get_b() {
        return _b;
    }
private:
    B* _b;
};


编译报错:


./a.h:10:22: error: member access into incomplete type 'B'
        std::cout<< b->i() << std::endl;
                     ^
./a.h:3:7: note: forward declaration of 'B'
class B;


这时候只能老老实实地改代码,重新梳理并设计类A和类B的关系!


看起来有点乱,记不住?其实不难理解,因为对C++而言,不管是什么指针,它的大小都是确定的。所以只要a.h中只是出现B的指针(或引用)而没有调用其具体的成员函数,C++编译器是可以不去在此时理解B的具体定义的(故只添加class B的声明即可),一旦a.h中用到了B的成员函数,则不然。

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