C++ hpp檔案的編寫

大囚長發表於2019-01-02
C++
 
    hpp，顧名思義等於.h加上.cpp，在boost、Xerces等開源庫中頻繁出現，偶在機緣巧合之下，學得一招半式，遂記錄如下，以供參考學習。
    hpp，其實質就是將.cpp的實現程式碼混入.h標頭檔案當中，定義與實現都包含在同一檔案，則該類的呼叫者只需要include該hpp檔案即可，無需再將cpp加入到project中進行編譯。而實現程式碼將直接編譯到呼叫者的obj檔案中，不再生成單獨的obj，採用hpp將大幅度減少呼叫project中的cpp檔案數與編譯次數，也不用再發布煩人的lib與dll，因此非常適合用來編寫公用的開源庫。
    hpp的優點不少，但是編寫中有以下幾點要注意：
   
    1、不可包含全域性物件和全域性函式。
    由於hpp本質上是作為.h被呼叫者include，所以當hpp檔案中存在全域性物件或者全域性函式，而該hpp被多個呼叫者include時，將在連結時導致符號重定義錯誤。要避免這種情況，需要去除全域性物件，將全域性函式封裝為類的靜態方法。
 
    2、類之間不可迴圈呼叫。
    在.h和.cpp的場景中，當兩個類或者多個類之間有迴圈呼叫關係時，只要預先在標頭檔案做被呼叫類的宣告即可，如下：
    class B;
    class A{
    public:
         void someMethod(B b);
    };
    class B{
    public:
         void someMethod(A a);
    };
    在hpp場景中，由於定義與實現都已經存在於一個檔案，呼叫者必需明確知道被呼叫者的所有定義，而不能等到cpp中去編譯。因此hpp中必須整理類之間呼叫關係，不可產生迴圈呼叫。同理，對於當兩個類A和B分別定義在各自的hpp檔案中，形如以下的迴圈呼叫也將導致編譯錯誤：
    //a.hpp
    #include "b.hpp"
    class A{
    public:
        void someMethod(B b);
    };
 
    //b.hpp
    #include "a.hpp"
    class B{
    public:
        void someMethod(A a);
    };
 
    3、不可使用靜態成員。
    靜態成員的使用限制在於如果類含有靜態成員，則在hpp中必需加入靜態成員初始化程式碼，當該hpp被多個文件include時，將產生符號重定義錯誤。唯一的例外是const static整型成員，因為在vs2003中，該型別允許在定義時初始化，如：
    class A{
    public:
       const static int intValue = 123;
    };
    由於靜態成員的使用是很常見的場景，無法強制清除，因此可以考慮以下幾種方式（以下示例均為同一類中方法）
    1.類中僅有一個靜態成員時，且僅有一個呼叫者時，可以通過局域靜態變數模擬
    //方法模擬獲取靜態成員
    someType getMember()
    {
       static someType value(xxx);//作用域內靜態變數
       return value;
    }
    2.類中有多個方法需要呼叫靜態成員，而且可能存在多個靜態成員時，可以將每個靜態成員封裝一個模擬方法，供其他方法呼叫。
 
    someType getMemberA()
    {
       static someType value(xxx);//作用域內靜態變數
       return value;
    }
    someType getMemberB()
    {
       static someType value(xxx);//作用域內靜態變數
       return value;
    }
   void accessMemberA()
    {
       someType member = getMemberA();//獲取靜態成員
    };
    //獲取兩個靜態成員
    void accessStaticMember()
    {
       someType a = getMemberA();//獲取靜態成員
       someType b = getMemberB();
    };
 
    3.第二種方法對於大部分情況是通用的，但是當所需的靜態成員過多時，編寫封裝方法的工作量將非常巨大，在此種情況下，建議使用Singleton模式，將被呼叫類定義成普通類，然後使用Singleton將其變為全域性唯一的物件進行呼叫。
    如原h+cpp下的定義如下：
    class A{
    public:
        type getMember(){
           return member;
        }
        static type member;//靜態成員
    }
 
    採用singleton方式，實現程式碼可能如下（singleton實現請自行查閱相關文件）
    //實際實現類
    class Aprovider{
    public:
        type getMember(){
           return member;
        }
        type member;//變為普通成員
    }
 
    //提供給呼叫者的介面類
    class A{
    public:
        type getMember(){
           return Singleton<AProvider>::getInstance()->getMember();
        }
    }

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