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減少C++代碼編譯時(shí)間的簡(jiǎn)單方法(必看篇)

 更新時(shí)間:2017年01月06日 10:24:25   投稿:jingxian  
下面小編就為大家?guī)?lái)一篇減少C++代碼編譯時(shí)間的簡(jiǎn)單方法(必看篇)。小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在就分享給大家,也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧

c++ 的代碼包含頭文件和實(shí)現(xiàn)文件兩部分, 頭文件一般是提供給別人(也叫客戶)使用的, 但是一旦頭文件發(fā)生改變,不管多小的變化,所有引用他的文件就必須重新編譯,編譯就要花時(shí)間,假如你做的工程比較大(比如二次封裝chrome這類的開(kāi)發(fā)),重新編譯一次的時(shí)間就會(huì)浪費(fèi)上班的大部分時(shí)間,這樣干了一天挺累的, 但是你的老板說(shuō)你沒(méi)有產(chǎn)出,結(jié)果你被fired, 是不是很怨啊, 如果你早點(diǎn)看到這段文章,你就會(huì)比你的同事開(kāi)發(fā)效率高那么一些,那樣被fired就不會(huì)是你了,你說(shuō)這篇文章是不是價(jià)值千金!開(kāi)個(gè)玩笑 :)

言歸正傳,怎樣介紹編譯時(shí)間呢, 我知道的就3個(gè)辦法:

1. 刪除不必要的#include,替代辦法 使用前向聲明 (forward declared )

2. 刪除不必要的一大堆私有成員變量,轉(zhuǎn)而使用 "impl" 方法

3. 刪除不必要的類之間的繼承

為了講清楚這3點(diǎn),還是舉個(gè)實(shí)例比較好,這個(gè)實(shí)例我會(huì)一步一步的改進(jìn)(因?yàn)槲乙彩且稽c(diǎn)一點(diǎn)摸索出來(lái)了,如果哪里說(shuō)錯(cuò)了, 你就放心的噴吧,我會(huì)和你在爭(zhēng)論到底的,呵呵)

現(xiàn)在先假設(shè)你找到一個(gè)新工作,接手以前某個(gè)程序員寫(xiě)的類,如下

// old.h: 這就是你接收的類
   //
   #include <iostream>
   #include <ostream>
   #include <list>
 
   // 5 個(gè) 分別是file , db, cx, deduce or error , 水平有限沒(méi)有模板類
   // 只用 file and cx 有虛函數(shù).
   #include "file.h" // class file
   #include "db.h" // class db
   #include "cx.h" // class cx
   #include "deduce.h" // class deduce
   #include "error.h" // class error
 
   class old : public file, private db {
   public:
     old( const cx& );
    db get_db( int, char* );
    cx get_cx( int, cx );
    cx& fun1( db );
    error fun2( error );
    virtual std::ostream& print( std::ostream& ) const;
   private:
    std::list<cx> cx_list_;
    deduce    deduce_d_;
   };
    inline std::ostream& operator<<( std::ostream& os,const old& old_val )
    { return old_val.print(os); }

這個(gè)類看完了, 如果你已經(jīng)看出了問(wèn)題出在哪里, 接下來(lái)的不用看了, 你是高手, 這些基本知識(shí)對(duì)你來(lái)說(shuō)太小兒科,要是像面試時(shí)被問(wèn)住了愣了一下,請(qǐng)接著看吧

先看怎么使用第一條: 刪除不必要的#include

這個(gè)類引用 5個(gè)頭文件, 那意味著那5個(gè)頭文件所引用的頭文件也都被引用了進(jìn)來(lái), 實(shí)際上, 不需要引用5 個(gè),只要引用2個(gè)就完全可以了

1.刪除不必要的#include,替代辦法 使用前向聲明 (forward declared )

1.1刪除頭文件 iostream, 我剛開(kāi)始學(xué)習(xí)c++ 時(shí)照著《c++ primer》 抄,只要看見(jiàn)關(guān)于輸入,輸出就把 iostream 頭文件加上, 幾年過(guò)去了, 現(xiàn)在我知道不是這樣的, 這里只是定義輸出函數(shù), 只要引用ostream 就夠了

1.2.ostream頭文件也不要, 替換為 iosfwd , 為什么, 原因就是, 參數(shù)和返回類型只要前向聲明就可以編譯通過(guò), 在iosfwd 文件里 678行(我的環(huán)境是vs2013,不同的編譯環(huán)境具體位置可能會(huì)不相同,但是都有這句聲明) 有這么一句

typedef basic_ostream<char, char_traits<char> > ostream;

inline std::ostream& operator<<( std::ostream& os,const old& old_val )

{ return old_val.print(os); }

除此之外,要是你說(shuō)這個(gè)函數(shù)要操作ostream 對(duì)象, 那還是需要#include <ostream> , 你只說(shuō)對(duì)了一半, 的確, 這個(gè)函數(shù)要操作ostream 對(duì)象, 但是請(qǐng)看他的函數(shù)實(shí)現(xiàn),

里面沒(méi)有定義一個(gè)類似 std::ostream os, 這樣的語(yǔ)句,話說(shuō)回來(lái),但凡出現(xiàn)這樣的定義語(yǔ)句, 就必須#include 相應(yīng)的頭文件了 ,因?yàn)檫@是請(qǐng)求編譯器分配空間,而如果只前向聲明 class XXX; 編譯器怎么知道分配多大的空間給這個(gè)對(duì)象!

看到這里, old.h頭文件可以更新如下了:

// old.h: 這就是你接收的類
   //
   #include <iosfwd> //新替換的頭文件
   #include <list>
 
   // 5 個(gè) 分別是file , db, cx, deduce or error , 水平有限沒(méi)有模板類
   // 只用 file and cx 有虛函數(shù).
   #include "file.h" // class file , 作為基類不能刪除,刪除了編譯器就不知道實(shí)例化old 對(duì)象時(shí)分配多大的空間了
   #include "db.h" // class db, 作為基類不能刪除,同上
   #include "cx.h" // class cx
   #include "deduce.h" // class deduce
   // error 只被用做參數(shù)和返回值類型, 用前向聲明替換#include "error.h" 
   class error;
 
   class old : public file, private db {
   public:
     old( const cx& );
    db get_db( int, char* );
    cx get_cx( int, cx );
    cx& fun1( db );
    error fun2( error );
    virtual std::ostream& print( std::ostream& ) const;
   private:
    std::list<cx> cx_list_; // cx 是模版類型,既不是函數(shù)參數(shù)類型也不是函數(shù)返回值類型,所以cx.h 頭文件不能刪除
    deduce    deduce_d_; // deduce 是類型定義,也不刪除他的頭文件
   };
    inline std::ostream& operator<<( std::ostream& os,const old& old_val )
    { return old_val.print(os); }

到目前為止, 刪除了一些代碼, 是不是心情很爽,據(jù)說(shuō)看一個(gè)程序員的水平有多高, 不是看他寫(xiě)了多少代碼,而是看他少寫(xiě)了多少代碼。

如果你對(duì)C++ 編程有更深一步的興趣, 接下來(lái)的文字你還是會(huì)看的,再進(jìn)一步刪除代碼, 但是這次要另辟蹊徑了

2. 刪除不必要的一大堆私有成員變量,轉(zhuǎn)而使用 "impl" 方法

2.1.使用 "impl" 實(shí)現(xiàn)方式寫(xiě)代碼,減少客戶端代碼的編譯依賴

impl 方法簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是把 類的私有成員變量全部放進(jìn)一個(gè)impl 類, 然后把這個(gè)類的私有成員變量只保留一個(gè)impl* 指針,代碼如下

// file old.h
   class old {
    //公有和保護(hù)成員
    // public and protected members
   private:
   //私有成員, 只要任意一個(gè)的頭文件發(fā)生變化或成員個(gè)數(shù)增加,減少,所有引用old.h的客戶端必須重新編譯
    // private members; whenever these change,
    // all client code must be recompiled
   };

改寫(xiě)成這樣:

// file old.h
   class old {
   //公有和保護(hù)成員
    // public and protected members
   private:
    class oldImpl* pimpl_;
    // 替換原來(lái)的所有私有成員變量為這個(gè)impl指針,指針只需要前向聲明就可以編譯通過(guò),這種寫(xiě)法將前向聲明和定義指針?lè)旁诹艘黄穑?完全可以。
    //當(dāng)然,也可以分開(kāi)寫(xiě)
     // a pointer to a forward-declared class
   };
 
   // file old.cpp
   struct oldImpl {
   //真正的成員變量隱藏在這里, 隨意變化, 客戶端的代碼都不需要重新編譯
    // private members; fully hidden, can be
    // changed at will without recompiling clients
   };

不知道你看明白了沒(méi)有, 看不明白請(qǐng)隨便寫(xiě)個(gè)類試驗(yàn)下,我就是這么做的,當(dāng)然凡事也都有優(yōu)缺點(diǎn),下面簡(jiǎn)單對(duì)比下:

使用impl 實(shí)現(xiàn)類

不使用impl實(shí)現(xiàn)類

優(yōu)點(diǎn)

類型定義與客戶端隔離, 減少#include 的次數(shù),提高編譯速度,庫(kù)端的類隨意修改,客戶端不需要重新編譯

直接,簡(jiǎn)單明了,不需要考慮堆分配,釋放,內(nèi)存泄漏問(wèn)題

缺點(diǎn)

對(duì)于impl的指針必須使用堆分配,堆釋放,時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片,最終影響程序運(yùn)行速度, 每次調(diào)用一個(gè)成員函數(shù)都要經(jīng)過(guò)impl->xxx()的一次轉(zhuǎn)發(fā)

庫(kù)端任意頭文件發(fā)生變化,客戶端都必須重新編譯

改為impl實(shí)現(xiàn)后是這樣的:

// 只用 file and cx 有虛函數(shù).
   #include "file.h" 
   #include "db.h" 
   class cx;
   class error;
 
   class old : public file, private db {
   public:
     old( const cx& );
    db get_db( int, char* );
    cx get_cx( int, cx );
    cx& fun1( db );
    error fun2( error );
    virtual std::ostream& print( std::ostream& ) const;
   private:
class oldimpl* pimpl; //此處前向聲明和定義
   };
    inline std::ostream& operator<<( std::ostream& os,const old& old_val )
    { return old_val.print(os); }
 
//implementation file old.cpp
class oldimpl{
std::list<cx> cx_list_;
deduce    dudece_d_;
};

3. 刪除不必要的類之間的繼承

面向?qū)ο筇峁┝死^承這種機(jī)制,但是繼承不要濫用, old class 的繼承就屬于濫用之一, class old 繼承file 和 db 類, 繼承file是公有繼承,繼承db 是私有繼承,繼承file 可以理解, 因?yàn)閒ile 中有虛函數(shù), old 要重新定義它, 但是根據(jù)我們的假設(shè), 只有file 和 cx 有虛函數(shù),私有繼承db 怎么解釋?! 那么唯一可能的理由就是:

通過(guò) 私有繼承—讓某個(gè)類不能當(dāng)作基類去派生其他類,類似Java里final關(guān)鍵字的功能,但是從實(shí)例看,顯然沒(méi)有這個(gè)用意, 所以這個(gè)私有繼承完全不必要, 應(yīng)該改用包含的方式去使用db類提供的功能, 這樣就可以

把"db.h"頭文件刪除, 把db 的實(shí)例也可以放進(jìn)impl類中,最終得到的類是這樣的:

// 只用 file and cx 有虛函數(shù).
   #include "file.h" 
   class cx;
   class error;
   class db;
   class old : public file {
   public:
     old( const cx& );
    db get_db( int, char* );
    cx  get_cx( int, cx );
    cx& fun1( db );
    error fun2( error );
    virtual std::ostream& print( std::ostream& ) const;
   private:
    class oldimpl* pimpl; //此處前向聲明和定義
   };
    inline std::ostream& operator<<( std::ostream& os,const old& old_val )
    { return old_val.print(os); }
 
//implementation file old.cpp
class oldimpl{
std::list<cx> cx_list_;
deduce    dudece_d_;
};

小結(jié)一下:

這篇文章只是簡(jiǎn)單的介紹了減少編譯時(shí)間的幾個(gè)辦法:

1. 刪除不必要的#include,替代辦法 使用前向聲明 (forward declared )

2. 刪除不必要的一大堆私有成員變量,轉(zhuǎn)而使用 "impl" 方法

3. 刪除不必要的類之間的繼承

這幾條希望對(duì)您有所幫助, 如果我哪里講的不夠清楚也可以參考附件,哪里有完整的實(shí)例,也歡迎您發(fā)表評(píng)論, 大家一起討論進(jìn)步,哦不,加薪。 呵呵,在下篇文章我將把impl實(shí)現(xiàn)方式再詳細(xì)分析下,期待吧...

以上就是小編為大家?guī)?lái)的減少C++代碼編譯時(shí)間的簡(jiǎn)單方法(必看篇)全部?jī)?nèi)容了,希望大家多多支持腳本之家~

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