我正在寻找当我被允许在另一个类的头文件中做类的前向声明的定义:
我是否可以为基类,为作为成员持有的类,为通过引用传递给成员函数的类,等等这样做?
我正在寻找当我被允许在另一个类的头文件中做类的前向声明的定义:
我是否可以为基类,为作为成员持有的类,为通过引用传递给成员函数的类,等等这样做?
当前回答
主要规则是,只能前向声明那些内存布局(以及成员函数和数据成员)不需要在前向声明的文件中知道的类。
这将排除基类和任何通过引用和指针使用的类。
其他回答
把你自己放在编译器的位置:当你转发声明一个类型时,编译器只知道这个类型存在;它对自己的规模、成员或方法一无所知。这就是为什么它被称为不完全类型。因此,不能使用类型来声明成员或基类,因为编译器需要知道类型的布局。
假设有以下正向声明。
class X;
以下是你能做的和不能做的。
使用不完整类型可以做什么:
将成员声明为指向不完整类型的指针或引用: 类Foo { X * p; X设计验证; }; 声明接受/返回不完整类型的函数或方法: 无效的f1 (X); X f2 (); 定义接受/返回指向不完整类型(但不使用其成员)的指针/引用的函数或方法: void f3(X*, X&) {} X& f4() {} X* f5() {}
不完整类型不能做的事情:
Use it as a base class class Foo : X {} // compiler error! Use it to declare a member: class Foo { X m; // compiler error! }; Define functions or methods using this type void f1(X x) {} // compiler error! X f2() {} // compiler error! Use its methods or fields, in fact trying to dereference a variable with incomplete type class Foo { X *m; void method() { m->someMethod(); // compiler error! int i = m->someField; // compiler error! } };
对于模板,没有绝对的规则:是否可以使用不完整类型作为模板形参取决于模板中使用该类型的方式。
例如,std::vector<T>要求其参数为完整类型,而boost::container::vector<T>则不要求。有时,只有在使用某些成员函数时才需要完整类型;例如,std::unique_ptr<T>就是这种情况。
一个文档完备的模板应该在其文档中指出其参数的所有需求,包括它们是否需要为完整类型。
正如Luc Touraille已经很好地解释了在哪里使用和不使用类的前向声明。
我再补充一下为什么我们需要用它。
我们应该尽可能使用Forward声明,以避免不必要的依赖注入。
由于#include头文件被添加到多个文件中,因此,如果我们将一个头文件添加到另一个头文件中,它将在源代码的各个部分添加不必要的依赖注入,这可以通过尽可能将#include头文件添加到.cpp文件中来避免,而不是添加到另一个头文件中,并在头文件.h文件中尽可能使用类前向声明来避免。
在文件中,只使用指向类的指针或引用。指针/引用不能调用任何成员/成员函数。
//前向声明
我们可以声明类型为Foo*或Foo&的数据成员。
我们可以声明(但不能定义)带有Foo类型的参数和/或返回值的函数。
可以声明类型为Foo的静态数据成员。这是因为静态数据成员定义在类定义之外。
只要不需要定义(比如指针和引用),就可以使用前向声明。这就是为什么大多数情况下你会在头文件中看到它们,而实现文件通常会为适当的定义拉出头文件。
我写这篇文章是作为一个单独的回答,而不仅仅是评论,因为我不同意Luc Touraille的回答,不是基于合法性,而是基于健壮的软件和误解的危险。
具体地说,我对您希望界面的用户必须知道的隐含契约有一个问题。
如果您返回或接受引用类型,那么您只是说它们可以传递一个指针或引用,而它们反过来可能只通过前向声明知道这个指针或引用。
当你返回一个不完整的类型X f2();那么你说你的调用者必须拥有x的完整类型规范,他们需要它来在调用站点创建LHS或临时对象。
类似地,如果接受不完整类型,则调用方必须已经构造了作为形参的对象。即使该对象作为函数的另一个不完整类型返回,调用站点也需要完整的声明。例如:
class X; // forward for two legal declarations
X returnsX();
void XAcceptor(X);
XAcepptor( returnsX() ); // X declaration needs to be known here
我认为有一个重要的原则,一个头应该提供足够的信息来使用它,而不依赖于其他头。这意味着头文件应该能够包含在编译单元中,而不会在使用它声明的任何函数时引起编译器错误。
除了
如果这种外部依赖是所期望的行为。不使用条件编译,您可以有一个良好的文档要求,要求它们提供自己的声明x的头文件。这是使用#ifdefs的另一种选择,可以是引入模拟或其他变体的有用方法。 重要的区别是一些模板技术,你不需要明确地实例化它们,提到这些只是为了避免有人对我刻薄。