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解決C++頭文件相互包含問題的方法

所謂超前引用是指一個類型在定義之前就被用來定義變量和聲明函數。

一般情況下,C/C++要求所有的類型必須在使用前被定義,但是在一些特殊情況下,這種要求無法滿足,例如,在類CMyView中保留了一個非模式對話框對象指針,該對象用於顯示/修改一些信息。為了實現對話框"應用"按鈕,把對話框做的修改立刻更新到view界面上,為此,需要在對話框類中需要保存view類的指針,這樣定義關系就變成如下的代碼:

  #ifndef __MYVIEW_H__
  #define __MYVIEW_H__
  //這是view類的頭函數
  #include "MyDialog.h"
  class CMyView::public CView
  {
  protected:
      CMyDialog * pDlg;
      //這裡是其他定義
  };
  #endif
 
  #ifndef __MYDIALOG_H__
  #define __MYDIALOG_H__
  //這是對話框類的定義
  #include "MyView.h"
  class CMyDialog::public CDialog
  {
      protected:
          CMyView * pView;
          //其他定義
  };
  #endif
 
從編譯器角度看,編譯MyDialog.CPP時,系統首先定義宏__MYDIALOG_H__,然後包含MyView.h,MyView.h中的#include "MyDialog.h"由於__MYDIALOG_H__已經定義,所以不再起作用。在CMyView類的聲明中,CMyDialog* pDlg ;就會讓編譯器產生"CMyDialog"類型沒有定義之類的錯誤,編譯MyView.CPP文件出現的錯誤可以類似得到。

更一般的情況,類A和類B需要彼此互相引用,這樣必然有一個類會先被定義,而另外一個類後被定義,這樣在先被定義的類引用後被定義的類的時候,就導致了所謂的超前引用。

超前引用導致的錯誤有以下幾種處理辦法:

1) 使用類聲明

在超前引用一個類之前,首先用一個特殊的語句說明該標識符是一個類名,即將被超前引用。其使用方法是:

a)  用class ClassB;聲明即將超前引用的類名

b)  定義class ClassA

c)  定義class ClassB;

d)  編制兩個類的實現代碼。

上述方法適用於所有代碼在同一個文件中,一般情況下,ClassA和ClassB分別有自己的頭文件和cpp文件,這種

方法需要演變成:

a) 分別定義ClassA和ClassB,並在cpp文件中實現之

b) 在兩個頭文件的開頭分別用class ClassB;和class ClassA;聲明對方

c) 在兩個cpp文件中分別包含另外一個類的頭文件

NOTE:這種方法切記不可使用類名來定義變量和函數的變量參數,只可用來定義引用或者指針。

2) 使用全局變量

由於全局變量可以避免超前引用,不用贅述。我的習慣是,把類對象的extern語句加在該類頭文件的最後,大家喜歡

怎樣寫那都沒有什麼大問題,關鍵是保證不要在頭文件中胡亂包含。

3) 使用基類指針。

這種方法是在引用超前引用類的地方一律用基類指針。而一般情況下,兩個互相引用的類並不涉及其基類,因此不會造成

超前引用。以開始的例子說:在CMyDialog類中用CView*代替CMyView*,在CMyView類中用CDialog*代替CMyDialog*,這樣必然

不會造成超前引用。

說明:本文中,為了敘述方便,把class AClass;語句成為類AClass的聲明,把class AClass開始的對AClass的類成員變量、

成員函數原型等的說明稱為類的定義,而把在CPP中的部分稱為類的定義。如果大家對這三個詞有不同的理解,請按照自己的本意

把這三個詞換成相應的詞來理解。

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一、類嵌套的疑問

C++頭文件重復包含實在是一個令人頭痛的問題,前一段時間在做一個簡單的數據結構演示程序的時候,不只一次的遇到這種問題。假設我們有兩個類A和B,分別定義在各自的有文件A.h和B.h中,但是在A中要用到B,B中也要用到A,但是這樣的寫法當然是錯誤的:

class B; 
 
class A 

public: 
        B b; 
}; 
 
class B 

public: 
        A a; 
}; 

因為在A對象中要開辟一塊屬於B的空間,而B中又有A的空間,是一個邏輯錯誤,無法實現的。在這裡我們只需要把其中的一個A類中的B類型成員改成指針形式 就可以避免這個無限延伸的怪圈了。為什麼要更改A而不是B?因為就算你在B中做了類似的動作,也仍然會編譯錯誤,表面上這僅僅上一個先後順序的問題。

為什麼會這樣呢?因為C++編譯器自上而下編譯源文件的時候,對每一個數據的定義,總是需要知道定義的數據的類型的大小。在預先聲明語句class B;之後,編譯器已經知道B是一個類,但是其中的數據卻是未知的,因此B類型的大小也不知道。這樣就造成了編譯失敗,VC++6.0下會得到如下編譯錯誤:

error C2079: 'b' uses undefined class 'B' 

將A中的b更改為B指針類型之後,由於在特定的平台上,指針所占的空間是一定的(在Win32平台上是4字節),這樣可以通過編譯。

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