关于C++中的前置声明

原文http://patmusing.blog.163.com/blog/static/135834960201038113714199/

在编写C++程序的时候，偶尔需要用到前置声明(Forward declaration)。下面的程序中，带注释的那行就是类B的前置说明。这是必须的，因为类A中用到了类B，而类B的声明出现在类A的后面。如果没有类B的前置说明，下面的程序将不同通过编译，编译器将会给出类似“缺少类型说明符”这样的出错提示。

代码一：

// ForwardDeclaration.h

#include <iostream>
using namespace std;

class B;             // 这是前置声明(Forward declaration)

class A
{
private:
         B* b;
public:
         A(B* b):b(b)
         {

         }
         …
};

class B
{
         …
};

// Main.cpp

#include "ForwardDeclaration.h"

int main(int argc, char** argv)
{
         B* b = new B();
         A* a = new A(b);

         delete a;
         delete b;

         return 0;
}

上面程序可以顺利编译和运行(几乎没有做什么，也没有输出)。

 

是不是有了前置说明就万事大吉了呢？我们看看下面的代码(带阴影部分的代码是新增加的)：

代码二：

// ForwardDeclaration.h

#include <iostream>
using namespace std;

class B;             // 这是前置声明(Forward declaration)
class A
{
private:
         B* b;

public:
         A(B* b):b(b)
         {

         }

         void someMethod()
         {
                   b->someMethod();                                                  // (1)
         }
};
 
class B
{
private:

public:
         void someMethod()
         {
                   cout << "something happened..." << endl;
         }
};

// Main.cpp

#include "ForwardDeclaration.h"

int main(int argc, char** argv)
{
         B* b = new B();
         A* a = new A(b);

         a->someMethod();

         delete a;
         delete b;

         return 0;
}

一编译，发现代码(1)处出错。出错提示往往包括(不同的编译器给出的提示会有所不同)：

1.       使用了未定义的类型B；

2.       “->somemethod”的左边必须指向类/结构/联合/泛型类型

 

原因：

1.       (1)处使用了类型B的定义，因为调用了类B中的一个成员函数。前置声明class B;仅仅声明了有一个B这样的类型，而并没有给出相关的定义，类B的相关定义，是在类A后面出现的，因此出现了编译错误；

2.       代码一之所以能够通过编译，是因为其中仅仅用到B这个类型，并没有用到类B的定义。

 

解决办法是什么？

将类的声明和类的实现(即类的定义)分离。如下所示：

// ForwardDeclaration.h   类的声明

#include <iostream>

using namespace std;

 
class B;             // 这是前置声明(Forward declaration)

 
class A
{
private:

         B* b;

public:
         A(B* b);

         void someMethod();
};

 
class B

{

private:

public:

         void someMethod();

};

 

// ForwardDeclaration.cpp        类的实现

#include "ForwardDeclaration.h"

A::A(B* b):b(b)
{

}
 
void A::someMethod()
{
         b->someMethod();
}

void B::someMethod()
{
         cout << "something happened..." << endl;
}

// Main.cpp

#include "ForwardDeclaration.h"

int main(int argc, char** argv)
{
         B* b = new B();
         A* a = new A(b);

         a->someMethod();

         delete a;
         delete b;

         return 0;
}

结论：

前置声明只能作为指针或引用，不能定义类的对象，自然也就不能调用对象中的方法了。

 

而且需要注意，如果将类A的成员变量B* b;改写成B& b;的话，必须要将b在A类的构造函数中，采用初始化列表的方式初始化，否则也会出错。关于这点，详见：特殊数据类型成员变量的初始化