分析C++ 类的前置声明的使用

发布时间：2021-12-10 20:57:40 所属栏目：PHP教程来源：互联网

导读：刚开始学习C++的人都会遇到这样的问题：定义一个类 class A，这个类里面使用了类B的对象b，然后定义了一个类B，里面也包含了一个类A的对象a，就成了这样： //a.h #include b.h class A { .... private: B b; }; //另一个头文件 b.h #include a.h class B {

刚开始学习C++的人都会遇到这样的问题：
定义一个类 class A，这个类里面使用了类B的对象b，然后定义了一个类B，里面也包含了一个类A的对象a，就成了这样：

//a.h
#include "b.h"
class A
{
....
private:
    B b;
};

//另一个头文件 b.h
#include "a.h"
class B
{
....
private:
    A a;
};
一编译，就出现了一个互包含的问题了，这时就有人跳出来说，这个问题的解决办法可以这样，在a.h文件中声明类B，然后使用B的指针。

//a.h
//#include "b.h"
class B;
class A
{
....
private:
B *b;
};

//b.h
#include "a.h"
class B
{
....
private:
A a;
};
然后，问题就解决了。

但是，有人知道问题是为什么就被解决的吗，也就是说，加了个前置声明为什么就解决了这样的问题。下面，让我来探讨一下这个前置声明。

类的前置声明是有许多的好处的。我们使用前置声明的一个好处是，从上面看到，当我们在类A使用类B的前置声明时，我们修改类B时，只需要重新编译类B，而不需要重新编译a.h的（当然，在真正使用类B时，必须包含b.h）。

另外一个好处是减小类A的大小，上面的代码没有体现，那么我们来看下：

//a.h
class B;
class A
{
    ....
private:
    B *b;
....
};

//b.h
class B
{
....
private:
    int a;
    int b;
    int c;
};
我们看上面的代码，类B的大小是12（在32位机子上）。
如果我们在类A中包含的是B的对象，那么类A的大小就是12（假设没有其它成员变量和虚函数）。如果包含的是类B的指针*b变量，那么类A的大小就是4，所以这样是可以减少类A的大小的，特别是对于在STL的容器里包含的是类的对象而不是指针的时候，这个就特别有用了。

在前置声明时，我们只能使用的就是类的指针和引用（因为引用也是居于指针的实现的）。

那么，问你一个问题，为什么前置声明只能使用类型的指针和引用呢？

如果你回答到：那是因为指针是固定大小，并且可以表示任意的类型，那么可以给你80分了。为什么只有80分，因为还没有完全回答到。想要更详细的答案，我们看下下面这个类：

class A
{
public:
    A(int a):_a(a),_b(_a){} // _b is new add

    int get_a() const {return _a;}
    int get_b() const {return _b;} // new add
private:
    int _b; // new add
    int _a;
};
我们看下上面定义的这个类A，其中_b变量和get_b()函数是新增加进这个类的。
那么我问你，在增加进_b变量和get_b()成员函数后这个类发生了什么改变，思考一下再回答。

好了，我们来列举这些改变：

增加了_b变量和get_b()成员函数；
这个类的大小改变了，原来是4，现在是8。
成员_a的偏移地址改变了，原来相对于类的偏移是0，现在是4了。
上面的改变都是我们显式的、看得到的改变。还有一个隐藏的改变，想想是什么。。。
这个隐藏的改变是类A的默认构造函数和默认拷贝构造函数发生了改变。
由上面的改变可以看到，任何调用类A的成员变量或成员函数的行为都需要改变，因此，我们的a.h需要重新编译。

如果我们的b.h是这样的：

//b.h
#include "a.h"
class B
{
...
private:
    A a;
};
那么我们的b.h也需要重新编译。

如果是这样的：

//b.h
class A;
class B
{
...
private:
    A *a;
};
那么我们的b.h就不需要重新编译。

像我们这样前置声明类A：

class A;
是一种不完整的声明，只要类B中没有执行需要了解类A的大小或者成员的操作，则这样的不完整声明允许声明指向A的指针和引用。
而在前一个代码中的语句

A a;
是需要了解A的大小的，不然是不可能知道如果给类B分配内存大小的，因此不完整的前置声明就不行，必须要包含a.h来获得类A的大小，同时也要重新编译类B。

再回到前面的问题，使用前置声明只允许的声明是指针或引用的一个原因是只要*这个声明没有执行需要了解类A的大小或者成员的操作就可以了，所以声明成指针或引用是没有执行需要了解类A的大小或者成员的操作的。

（编辑：应用网_丽江站长网）

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