关于C++中的前置声明(附程序运行图)
TZ实验于华中农业大学逸夫楼2017.3.10
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)：
- 使用了未定义的类型B；
- “->somemethod”的左边必须指向类/结构/联合/泛型类型
原因：
- (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；
- 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。
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