C++文件依存关系
首先我不给出依存关系的定义,我给出一个例子。
1 class Peopel{ 2 public: 3 People(const std::string & name,const Date& brithday,Image Img) 4 std::string name( ) const; 5 Date birthDate( ) const; 6 Image img( ) const; 7 ... 8 private: 9 std::string theName; //名字 10 Date theBirthDate; //生日 11 Image img; //图片 12 };
如果编译器没有知道类string,Date和Image的定义,class People是无法通过编译的。一般该定义式是由#include包含的头文件所提供的,所以一般People上面有这些预处理命令
1 #include <string> 2 #include "date.h" 3 #inblude "image.h" 4 class Peopel{ 5 public: 6 People(const std::string & name,const Date& brithday,Image Img) 7 std::string name( ) const; 8 Date birthDate( ) const; 9 Image img( ) const; 10 ... 11 private: 12 std::string theName; //名字 13 Date theBirthDate; //生日 14 Image img; //图片 15 };
那么这样People定义文件与该三个文件之间就形成了一种编译依存关系。如果这些头文件任何一个文件被改变,或这些头文件所依赖其他头文件任何改变,那么每一个包含People类的文件就需要重新编译,使用People类文件也需要重新编译。想想如果一个项目包含一个上千的文件,每个文件包含其他几个文件,依次这样下来,改动一个文件内容,那么就需要几乎重新编译整个项目了,这可以说很槽糕了。
我们可以进行如下改动
1 namespace std { 2 class string; 3 } 4 class Date; 5 class Image; 6 7 class Peopel{ 8 public: 9 People(const std::string & name,const Date& brithday,Image& Img) 10 std::string name( ) const; 11 Date birthDate( ) const; 12 Image img( ) const; 13 ... 14 private: 15 std::string theName; //名字 16 Date theBirthDate; //生日 17 Image img; //图片 18 };
1 #ifndef __STRING__ 2 #define __STRING__ 3 4 #include <std/bastring.h> 5 6 extern "C++" { 7 typedef basic_string <char> string; 8 // typedef basic_string <wchar_t> wstring; 9 } // extern "C++" 10 11 #endif
1 int main(int argv,char * argc[ ]) 2 { 3 int x; 4 People p( 参数 ); 5 ... 6 }
当编译器看到x的定义式,它知道必须分配多少内存,但是看到p定义式就无法知道了。但是如果设置为指针的话,就清楚了,因为指针本身大小编译器是知道的。
#include <string> #include <memory> class PeopleImpl; class Date; class Image; class People{ public: People(const std::string & name, const Date& brithday, const Image &Img); std::string name( ) const; Date birthDate( ) const; Imge img( ) const; ... private: PeopleImpl * pImpl; }
PeopleImpl包含下面这三个数据,而People的成员变量指针指向这个PeopleImpl,那么现在编译器通过People定义就知道了其分配空间的大小了,一个指针的大小。
1 public PeopleImpl 2 { 3 public: 4 PeopleImple(...) 5 ... 6 private: 7 std::string theName; //名字 8 Date theBirthDate; //生日 9 Image img; //图片 10 }
1 #include "People.h" 2 #include "PeopleImpl.h" 3 4 People::People(const std::string& name, const Date& brithday, const Image& Img) 5 :pImpl(new PersonImpl(name,brithday,addr)) 6 { } 7 std::string People::name( ) const 8 { 9 return pImpl->name( ); 10 }
而另外一种Handle类写法是令People成为一种特殊的abstract base class称为Interface类。看到interface这个关键字或许熟悉C#、java的同学可能已经恍然大悟了。这种接口它不带成员变量,也没有构造函数,只有一个virtual析构函数,以及一组纯虚函数,用来表示整个接口。针对People而写的interface class看起来是这样的。
1 class People{ 2 public: 3 virtual ~People( ); 4 virtual std::string name( ) const = 0; 5 virtual Date brithDate( ) const =0; 6 virtual Image address( ) const =0; 7 ... 8 };
怎么创建对象呢?它们通常调用一个特殊函数。这样的函数通常称为工厂函数或者虚构造函数。它们返回指针指向动态分配所得对象,而该对象支持interface类的接口。
1 class People { 2 public: 3 ... 4 static People* create(const std::string& name,const Date& brithday, const Image& Img); 5 };
支持interface类接口的那个类必须定义出来,而且真正的构造函数必须被调用
1 class RealPeople:public People{ 2 public: 3 RealPeople(const std::string& name,const Date& birthday,const Image& Img) 4 :theName(name),theBrithDate(brithday),theImg(Img) 5 {} 6 virtual ~RealPeople() { } 7 std::string name( ) const; 8 Date birthDate( ) const; 9 Image img( ) const; 10 private: 11 std::string theName; 12 Date theBirthDate; 13 Image theImg; 14 }
有了RealPeople类,我们People::create可以这样写
1 People* People::create(const std::string& name, const Date& birthday, const Image& Img) 2 { 3 return static_cast<People *>(new RealPerson(name,birthday,Img)); 4 }
Handle类与interface类解除了接口和实现之间的耦合关系,从而降低了文件间的编译依存性。但同时也损耗了一些性能与空间。