伟大的 c++ 前向声明混乱

The great c++ forward declaration confusion

本文关键字：声明 混乱 c++ 伟大      更新时间：2023-10-16

考虑我有一个类A和一个类B及其相应的标头：

A.H

#ifndef CLASS_A
#define CLASS_A
/* forward declare A */
class A;
/* includes */
#include "b.h"
/* define class A */
class A {
public:
A() : p_b(nullptr) {}
B *p_b;
};
#endif

B.H

#ifndef CLASS_B
#define CLASS_B
/* forward declare B */
class B;
/* includes */
#include "a.h"
/* define class B */
class B {
public:
B() : m_a() {}
A m_a;
};
#endif

这不起作用：

为了将 A 的实现编译成一个对象文件，我首先包含 a.h，它向前声明 A，然后包含 b.h，然后声明并定义 B。但是当定义 B 时，它不知道 A 的大小，因此不能将 A 的对象声明为 B 的成员。

然而，A 不需要知道 B 的大小，因为它只有一个指向 B 的指针，并且可以在 B 定义之前完全定义。因此，在将 B 用作成员之前，可以完全知道它的大小，并且完整的声明应该没问题。

常识告诉 a.c 文件应该始终如下所示：

#include "a.h"
[...]

我可以通过在 a.c 中包含 a.h 之前的 b.h 来实际解决问题吗？这是否违反了将实现文件的第一行包含在其标头中的某种神圣惯例？

您正在以向后的方式使用前向声明。代码应该看起来更像这样：

A.H

#ifndef CLASS_A
#define CLASS_A
/* forward declare B */
class B;
/* define class A */
class A {
public:
A() : p_b(nullptr) {}
B *p_b;
};
#endif

B.H

#ifndef CLASS_B
#define CLASS_B
#include "a.h"
/* define class B */
class B {
public:
B() : m_a() {}
A m_a;
};
#endif

a.h不需要知道B到底是什么，因为A包含一个B*指针，而不是一个B对象。因此，a.h根本不应该使用#include "b.h"，而应该是前向声明B。

b.h确实需要知道A实际上是什么，因为B包含一个A对象，而不是一个A*指针。所以b.h应该使用#include "a.h"，它在定义A之前已经向前声明了B，然后b.h完成定义B。

然后，a.c可以使用#include "a.h"引入A声明，以便完成实现的定义，并且仅当A的方法需要访问B的成员时，它才能使用#include "b.h"。

让我们看看编译器在预处理器完成其操作后看到的内容：

/* forward declare A */
class A;
/* includes */
/* forward declare B */
class B;
/* includes */
/* define class B */
class B {
public:
B() : m_a() {}
A m_a;
};
/* define class A */
class A {
public:
A() : p_b(nullptr) {}
B *p_b;
};

如您所见，B的类定义在完全定义之前A，因此您的程序格式不正确。

在这里，你只需要一个前向声明(B)，它应该在A.h中A的定义之前：

#ifndef CLASS_A
#define CLASS_A
// Forward declare B so that B* p_b is legal
class B;
// Note that B.h is *not* included here
class A {
public:
A() : p_b(nullptr) {}
B *p_b;
};
#endif

在这里，您可以通过向前声明B而不是包含B的完整定义来打破循环包含循环。 大概在 A 中.cpp您将#includeB的完整定义，以便您可以使用其成员。

由于每个类都依赖于另一个类，因此这两个类应在同一头文件(和同一命名空间)中定义。 如果由于某种原因它们必须位于不同的头文件中，这将起作用。

啊

#ifndef CLASS_A
#define CLASS_A
class B;
class A {
public:
A() : p_b(nullptr) {}
B *p_b;
};
#endif

B.h

#ifndef CLASS_B
#define CLASS_B
#include "a.h"
class B {
public:
B() : m_a() {}
A m_a;
};
#endif
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