C++ 前置定義 Forward declaration

在編寫相對大型的CPP工程的時候，往往我們會遇到一個情況，即：

// A.hpp
#include "B.hpp"
class A{  
};

// B.hpp
#include "A.hpp"
class B{
};

這往往會觸發編譯器的報錯。為了解決這種迴圈引用標頭檔案的問題，我們可以使用c++的前置引用(forward declaration)。

// A.hpp
class B; // ** forward declaration **
class A{  
};

// B.hpp
#include "A.hpp"
class B{
};

我們選擇在相對比較基礎的標頭檔案中使用前置定義，定義出 class B， 這可以簡單理解為， 當編譯器在處理A.hpp的時候我們告訴了編譯器，這個B 雖然沒有出現在當前檔案的include 裡面，但是它之後會被建立。

Note

使用前置定義的時候也有需要注意的地方，分為以下幾點。

假設我們使用前置定義宣告瞭一個class， 通常我們稱這個類為incomplete type

class X;

可以的操作有：

What you can do with an incomplete type:

• 作為成員型別，注意 此處只能宣告指標或者引用:

  class Foo {
      X *p;
      X &r;
  };
  

• 定義函式，作為形參或者返回型別， 注意這裡的函式定義，與下面的函式宣告的區別，只有型別:

  void f1(X);
  X    f2();
  

• 使用該型別的指標或者引用:

  void f3(X*, X&) {}
  X&   f4()       {}
  X*   f5()       {}
  

What you cannot do with an incomplete type:

• 作為基類

  class Foo : X {} // compiler error!
  

• 作為成員型別，宣告成員變數（因為我們不知道該型別的具體大小，記憶體分佈）:

  class Foo {
      X m; // compiler error!
  };
  

• 定義該型別的返回值或者形參， 這裡與上面的不同在於實現了 函式體。這往往會涉及到該型別的 拷貝建構函式 或者 賦值建構函式。

  void f1(X x) {} // compiler error!
  X    f2()    {} // compiler error!
  

• 使用該型別的方法，或者成員變數。

  class Foo {
      X *m;            
      void method()            
      {
          m->someMethod();      // compiler error!
          int i = m->someField; // compiler error!
      }
  };
  

ref