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淺析C++中前置聲明的應(yīng)用與陷阱

更新時(shí)間：2013年07月20日 16:18:20 作者：

以下是對(duì)C++中前置聲明的應(yīng)用與陷阱進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹，需要的朋友參考下

前置聲明的使用
有一定C++開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的朋友可能會(huì)遇到這樣的場(chǎng)景：兩個(gè)類(lèi)A與B是強(qiáng)耦合關(guān)系，類(lèi)A要引用B的對(duì)象，類(lèi)B也要引用類(lèi)A的對(duì)象。好的，不難，我的第一直覺(jué)讓我寫(xiě)出這樣的代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

// A.h
#include "B.h"
class A
{

public:
    A(void);
    virtual ~A(void);
};
//A.cpp
#include "A.h"
A::A(void)
{
}
A::~A(void)
{
}
// B.h
#include "A.h"
class B
{
    A a;
public:
    B(void);
    ~B(void);
};
// B.cpp
#include "B.h"
B::B(void)
{
}
B::~B(void)
{
}

好的，完成，編譯一下A.cpp，不通過(guò)。再編譯B.cpp，還是不通過(guò)。編譯器都被搞暈了，編譯器去編譯A.h，發(fā)現(xiàn)包含了B.h，就去編譯B.h。編譯B.h的時(shí)候發(fā)現(xiàn)包含了A.h，但是A.h已經(jīng)編譯過(guò)了（其實(shí)沒(méi)有編譯完成，可能編譯器做了記錄，A.h已經(jīng)被編譯了，這樣可以避免陷入死循環(huán)。編譯出錯(cuò)總比死循環(huán)強(qiáng)點(diǎn)），就沒(méi)有再次編譯A.h就繼續(xù)編譯。后面發(fā)現(xiàn)用到了A的定義，這下好了，A的定義并沒(méi)有編譯完成，所以找不到A的定義，就編譯出錯(cuò)了。提示信息如下：
1>d:/vs2010/test/test/a.h(5): error C2146: syntax error : missing ';' before identifier 'b'
1>d:/vs2010/test/test/a.h(5): error C4430: missing type specifier - int assumed. Note: C++ does not support default-int
1>d:/vs2010/test/test/a.h(5): error C4430: missing type specifier - int assumed. Note: C++ does not support default-int
那怎么辦？有辦法，C++為我們提供了前置聲明。前置聲明是什么？舉個(gè)形象點(diǎn)的例子，就是我要蓋一個(gè)屋子（CHOuse），光有屋子還不行啊，我還得有床（CBed）。但是屋子還沒(méi)蓋好，總不能先買(mǎi)床吧，床的大小我定了，改天買(mǎi)。先得把房子蓋好，蓋房子的時(shí)候我先給床留個(gè)位置，等房子蓋好了，我再?zèng)Q定買(mǎi)什么樣的床。前置聲明就是我在聲明一個(gè)類(lèi)（CHouse）的時(shí)候，用到了另外一個(gè)類(lèi)的定義（CBed），但是CBed還沒(méi)有定義呢，而且我還先不需要CBed的定義，只要知道CBed是一個(gè)類(lèi)就夠了。那好，我就先聲明類(lèi)CBed，告訴編譯器CBed是一個(gè)類(lèi)（不用包含CBed的頭文件）：

復(fù)制代碼代碼如下:

class CBed;

然后在CHouse中用到CBed的，都用CBed的指針類(lèi)型代（因?yàn)橹羔橆?lèi)型固定大小的，但是CBed的大小只用知道了CBed定義才能確定）。等到要實(shí)現(xiàn)CHouse定義的時(shí)候，就必須要知道CBed的定義了，那是再包好CBed的頭文件就行了。

前置聲明有時(shí)候很有用，比如說(shuō)兩個(gè)類(lèi)相互依賴(lài)的時(shí)候要。還有前置聲明可以減少頭文件的包含層次，減少出錯(cuò)可能。上面說(shuō)的例子。

復(fù)制代碼代碼如下:

// House.h
class CBed; // 蓋房子時(shí)：現(xiàn)在先不買(mǎi)，肯定要買(mǎi)床的
class CHouse
{
    CBed* bed; // 我先給床留個(gè)位置
public:
    CHouse(void);
    virtual ~CHouse(void);
    void GoToBed();
};
// House.cpp
#include "Bed.h"
#include "House.h" // 等房子開(kāi)始裝修了，要買(mǎi)床了
CHouse::CHouse(void)
{
    bed = new CBed(); // 把床放進(jìn)房子
}
CHouse::~CHouse(void)
{
}
void CHouse::GoToBed()
{
    bed->Sleep();
}
// Bed.h
class CBed
{
public:
    CBed(void);
    ~CBed(void);
    void Sleep();
};
// Bed.cpp
#include "Bed.h"
CBed::CBed(void)
{
}
CBed::~CBed(void)
{
}
void CBed::Sleep()
{
}

前置聲明中的陷阱
注意這里有陷阱：
1、CBed* bed;必須用指針或引用
引用版本：

復(fù)制代碼代碼如下:

// House.h
class CBed; // 蓋房子時(shí)：現(xiàn)在先不買(mǎi)，肯定要買(mǎi)床的
class CHouse
{
    CBed& bed; // 我先給床留個(gè)位置
    // CBed bed; // 編譯出錯(cuò)
public:
    CHouse(void);
    CHouse(CBed& bedTmp);
    virtual ~CHouse(void);
    void GoToBed();
};
// House.cpp
#include "Bed.h"
#include "House.h" // 等房子開(kāi)始裝修了，要買(mǎi)床了
CHouse::CHouse(void)
    : bed(*new CBed())
{
    CBed* bedTmp = new CBed(); // 把床放進(jìn)房子
    bed = *bedTmp;
}
CHouse::CHouse(CBed& bedTmp)
    : bed(bedTmp)
{
}
CHouse::~CHouse(void)
{
    delete &bed;
}
void CHouse::GoToBed()
{
    bed.Sleep();
}

2、不能在CHouse的聲明中使用CBed的方法
使用了未定義的類(lèi)型CBed；
bed->Sleep的左邊必須指向類(lèi)/結(jié)構(gòu)/聯(lián)合/泛型類(lèi)型

復(fù)制代碼代碼如下:

class CBed; // 蓋房子時(shí)：現(xiàn)在先不買(mǎi)，肯定要買(mǎi)床的
class CHouse
{
    CBed* bed; // 我先給床留個(gè)位置
    // CBed bed; // 編譯出錯(cuò)
public:
    CHouse(void);
    virtual ~CHouse(void);
    void GoToBed()
    {
        bed->Sleep();  // 編譯出錯(cuò)，床都沒(méi)買(mǎi)，怎么能睡
    }
};

3、在CBed定義之前調(diào)用CBed的析構(gòu)函數(shù)

復(fù)制代碼代碼如下:

// House.h
class CBed; // 蓋房子時(shí)：現(xiàn)在先不買(mǎi)，肯定要買(mǎi)床的
class CHouse
{
    CBed* bed; // 我先給床留個(gè)位置
    // CBed bed; // 編譯出錯(cuò)
public:
    CHouse(void);
    virtual ~CHouse(void);
    void GoToBed();
    void RemoveBed()
    {
        delete bed; // 我不需要床了，我要把床拆掉。還沒(méi)買(mǎi)怎么拆？
    }
};
// House.cpp
#include "Bed.h"
#include "House.h" // 等房子開(kāi)始裝修了，要買(mǎi)床了
CHouse::CHouse(void)
{
    bed = new CBed(); // 把床放進(jìn)房子
}
CHouse::~CHouse(void)
{
    int i = 1;
}
void CHouse::GoToBed()
{
    bed->Sleep();
}
// Bed.h
class CBed
{
    int* num;
public:
    CBed(void);
    ~CBed(void);
    void Sleep();
};
// Bed.cpp
#include "Bed.h"
CBed::CBed(void)
{
    num = new int(1);
}
CBed::~CBed(void)
{
    delete num; // 調(diào)用不到
}
void CBed::Sleep()
{
}
//main.cpp
#include "House.h"
int main()
{
    CHouse house;
    house.RemoveBed();
}

前置聲明解決兩個(gè)類(lèi)的互相依賴(lài)
接下來(lái)，給出開(kāi)篇第一個(gè)問(wèn)題的答案：

復(fù)制代碼代碼如下:

// A.h
class B;
class A
{
    B* b;
public:
    A(void);
    virtual ~A(void);
};
//A.cpp
#include "B.h"
#include "A.h"
A::A(void)
{
    b = new B;
}
A::~A(void)
{
}
// B.h
class A;
class B
{
    A a;
public:
    B(void);
    ~B(void);
};
// B.cpp
#include "A.h"
#include "B.h"
B::B(void)
{
    a = New A;
}
B::~B(void)
{
}

前置聲明在友元類(lèi)方法中的應(yīng)用
《C++ Primer 4Edition》在類(lèi)的友元一章節(jié)中說(shuō)到，如果在一個(gè)類(lèi)A的聲明中將另一個(gè)類(lèi)B的成員函數(shù)聲明為友元函數(shù)F，那么類(lèi)A必須事先知道類(lèi)B的定義；類(lèi)B的成員函數(shù)F聲明如果使用類(lèi)A作為形參，那么也必須知道類(lèi)A的定義，那么兩個(gè)類(lèi)就互相依賴(lài)了。要解決這個(gè)問(wèn)題必須使用類(lèi)的前置聲明。例如：

復(fù)制代碼代碼如下:

// House.h
#include "Bed.h"
class CHouse
{
    friend void CBed::Sleep(CHouse&);
public:
    CHouse(void);
    virtual ~CHouse(void);
    void GoToBed();
    void RemoveBed()
    {
    }
};
// House.cpp
#include "House.h"
CHouse::CHouse(void)
{
}
CHouse::~CHouse(void)
{
    int i = 1;
}
void CHouse::GoToBed()
{
}
// Bed.h
class CHouse;
class CBed
{
    int* num;
public:
    CBed(void);
    ~CBed(void);
    void Sleep(CHouse&);
};
// Bed.cpp
#include "House.h"
CBed::CBed(void)
{
    num = new int(1);
}
CBed::~CBed(void)
{
    delete num;
}
void CBed::Sleep(CHouse& h)
{
}