c++ 之类的前置声明
轉(zhuǎn)自：http://blog.csdn.net/fjb2080/archive/2010/04/27/5533514.aspx?作者：清林，博客名：飛空靜渡
剛開(kāi)始學(xué)習(xí)c++的人都會(huì)遇到這樣的問(wèn)題：
定義一個(gè)類 class A，這個(gè)類里面使用了類B的對(duì)象b，然后定義了一個(gè)類B，里面也包含了一個(gè)類A的對(duì)象a，就成了這樣：
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一編譯，就出現(xiàn)了一個(gè)互包含的問(wèn)題了，這時(shí)就有人跳出來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題的解決辦法可以這樣，在a.h文件中聲明類B，然后使用B的指針。
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然后，問(wèn)題就解決了。
但是，有人知道問(wèn)題是為什么就被解決的嗎，也就是說(shuō)，加了個(gè)前置聲明為什么就解決了這樣的問(wèn)題。下面，讓我來(lái)探討一下這個(gè)前置聲明。
類的前置聲明是有許多的好處的。
我們使用前置聲明的一個(gè)好處是，從上面看到，當(dāng)我們?cè)陬怉使用類B的前置聲明時(shí)，我們修改類B時(shí)，只需要重新編譯類B，而不需要重新編譯a.h的（當(dāng)然，在真正使用類B時(shí)，必須包含b.h）。
另外一個(gè)好處是減小類A的大小，上面的代碼沒(méi)有體現(xiàn)，那么我們來(lái)看下：
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我們看上面的代碼，類B的大小是12（在32位機(jī)子上）。
如果我們?cè)陬怉中包含的是B的對(duì)象，那么類A的大小就是12（假設(shè)沒(méi)有其它成員變量和虛函數(shù)）。如果包含的是類B的指針*b變量，那么類A的大小就是4，所以這樣是可以減少類A的大小的，特別是對(duì)于在STL的容器里包含的是類的對(duì)象而不是指針的時(shí)候，這個(gè)就特別有用了。
在前置聲明時(shí)，我們只能使用的就是類的指針和引用（因?yàn)橐靡彩蔷佑谥羔樀膶?shí)現(xiàn)的）。
那么，我問(wèn)你一個(gè)問(wèn)題，為什么我們前置聲明時(shí)，只能使用類型的指針和引用呢？
如果你回答到：那是因?yàn)橹羔樖枪潭ù笮?#xff0c;并且可以表示任意的類型，那么可以給你80分了。為什么只有80分，因?yàn)檫€沒(méi)有完全回答到。
想要更詳細(xì)的答案，我們看下下面這個(gè)類：
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我們看下上面定義的這個(gè)類A，其中_b變量和get_b()函數(shù)是新增加進(jìn)這個(gè)類的。
那么我問(wèn)你，在增加進(jìn)_b變量和get_b()成員函數(shù)后這個(gè)類發(fā)生了什么改變，思考一下再回答。
好了，我們來(lái)列舉這些改變：
第一個(gè)改變當(dāng)然是增加了_b變量和get_b()成員函數(shù)；
第二個(gè)改變是這個(gè)類的大小改變了，原來(lái)是4，現(xiàn)在是8。
第三個(gè)改變是成員_a的偏移地址改變了，原來(lái)相對(duì)于類的偏移是0，現(xiàn)在是4了。
上面的改變都是我們顯式的、看得到的改變。還有一個(gè)隱藏的改變，想想是什么。。。
這個(gè)隱藏的改變是類A的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)和默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)發(fā)生了改變。
由上面的改變可以看到，任何調(diào)用類A的成員變量或成員函數(shù)的行為都需要改變，因此，我們的a.h需要重新編譯。
如果我們的b.h是這樣的：
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那么我們的b.h也需要重新編譯。
如果是這樣的：
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?
那么我們的b.h就不需要重新編譯。
像我們這樣前置聲明類A：
class A;
是一種不完整的聲明，只要類B中沒(méi)有執(zhí)行需要了解類A的大小或者成員的操作，則這樣的不完整聲明允許聲明指向A的指針和引用。
而在前一個(gè)代碼中的語(yǔ)句
A a;
是需要了解A的大小的，不然是不可能知道如果給類B分配內(nèi)存大小的，因此不完整的前置聲明就不行，必須要包含a.h來(lái)獲得類A的大小，同時(shí)也要重新編譯類B。
再回到前面的問(wèn)題，使用前置聲明只允許的聲明是指針或引用的一個(gè)原因是只要這個(gè)聲明沒(méi)有執(zhí)行需要了解類A的大小或者成員的操作就可以了，所以聲明成指針或引用是沒(méi)有執(zhí)行需要了解類A的大小或者成員的操作的。
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轉(zhuǎn)自：http://blog.csdn.net/rogeryi/archive/2006/12/12/1439597.aspx
這篇文章很大程度是受到Exceptional C++ (Hurb99)書(shū)中第四章 Compiler? Firewalls and the Pimpl Idiom? (編譯器防火墻和Pimpl慣用法) 的啟發(fā)，這一章講述了減少編譯時(shí)依賴的意義和一些慣用法，其實(shí)最為常用又無(wú)任何副作用的是使用前置聲明來(lái)取代包括頭文件。
Item 26 的Guideline - "Never #include a header when a forward declaration will suffice"
在這里，我自己總結(jié)了可以使用前置聲明來(lái)取代包括頭文件的各種情況和給出一些示例代碼。
首先，我們?yōu)槭裁匆^文件？問(wèn)題的回答很簡(jiǎn)單，通常是我們需要獲得某個(gè)類型的定義(definition)。那么接下來(lái)的問(wèn)題就是，在什么情況下我們才需要類型的定義，在什么情況下我們只需要聲明就足夠了？問(wèn)題的回答是當(dāng)我們需要知道這個(gè)類型的大小或者需要知道它的函數(shù)簽名的時(shí)候，我們就需要獲得它的定義。
假設(shè)我們有類型A和類型C，在哪些情況下在A需要C的定義：
1，沒(méi)有任何辦法，必須要獲得C的定義，因?yàn)槲覀儽仨氁繡的成員變量，成員函數(shù)。
2，需要C的定義，因?yàn)槲覀円繡的大小來(lái)確定A的大小，但是可以使用Pimpl慣用法來(lái)改善這一點(diǎn)，詳情請(qǐng)
看Hurb的Exceptional C++。
3，4，不需要，前置聲明就可以了，其實(shí)3和4是一樣的，引用在物理上也是一個(gè)指針，它的大小根據(jù)平臺(tái)不同，可能是32位也可能是64位，反正我們不需要知道C的定義就可以確定這個(gè)成員變量的大小。
5，不需要，有可能老式的編譯器需要。標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里面的容器像list， vector，map，
在包括一個(gè)list<C>，vector<C>，map<C, C>類型的成員變量的時(shí)候，都不需要C的定義。因?yàn)樗鼈儍?nèi)部其實(shí)也是使用C的指針作為成員變量，它們的大小一開(kāi)始就是固定的了，不會(huì)根據(jù)模版參數(shù)的不同而改變。
6，不需要，只要我們沒(méi)有使用到C。
7，需要，我們需要知道調(diào)用函數(shù)的簽名。
8，8的情況比較復(fù)雜，直接看代碼會(huì)比較清楚一些。
????????????C&?doToC2(C&?c)?{return?doToC(c);};
從上面的代碼來(lái)看，A的一個(gè)成員函數(shù)doToC2調(diào)用了另外一個(gè)成員函數(shù)doToC，但是無(wú)論是doToC2，還是doToC，它們的的參數(shù)和返回類型其實(shí)都是C的引用(換成指針，情況也一樣)，引用的賦值跟指針的賦值都是一樣，無(wú)非就是整形的賦值，所以這里即不需要知道C的大小也沒(méi)有調(diào)用C的任何函數(shù)，實(shí)際上這里并不需要C的定義。
但是，我們隨便把其中一個(gè)C&換成C，比如像下面的幾種示例：
??? ??? ??? ??? C&?doToC(C&);
????????????C&?doToC2(C?c)?{return?doToC(c);};
??? ?? ?? ?? ???
??? ?? ?? ?? ?? 2.
??????????? ??? C& doToC(C);
??????????? ??? C& doToC2(C& c) {return doToC(c);};
??? ?? ?? ?? ?? 3.
??? ?? ?? ?? ???C?doToC(C&);
??????????? ??? C& doToC2(C& c) {return doToC(c);};
??? ?? ?? ?? ?? 4.
??? ?? ?? ?? ?? C& doToC(C&);
??????????? ????C?doToC2(C& c) {return doToC(c);};
無(wú)論哪一種，其實(shí)都隱式包含了一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用，比如1中參數(shù)c由拷貝構(gòu)造函數(shù)生成，3中doToC的返回值是一個(gè)由拷貝構(gòu)造函數(shù)生成的匿名對(duì)象。因?yàn)槲覀冋{(diào)用了C的拷貝構(gòu)造函數(shù)，所以以上無(wú)論那種情形都需要知道C的定義。
9和10都一樣，我們都不需要知道C的定義，只是10的情況下，前置聲明的語(yǔ)法會(huì)稍微復(fù)雜一些。
最后給出一個(gè)完整的例子，我們可以看到在兩個(gè)不同名字空間的類型A和C，A是如何使用前置聲明來(lái)取代直接包括C的頭文件的：
A.h
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的c++ 之类的前置声明的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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