c++前置声明
前置声明的作用
C++中将”接口与实现分离“的两个重要目的就是”降低文件间的编译依存关系“和”隐藏对象的实现细节“，都是考虑到C++的高效和安全。而实现这一目的的关键技术就是”Pimpl模式（pointer to implementation）”，也即是”把一个类所有的实现细节都“代理”给另一个类来完成，而自己只负责提供接口“，而实现”Pimpl模式”的关键又是“依赖对象的声明（declaration）而非定义（definition）”，这样就引出了今天的话题：为什么通过“依赖对象的声明”可以实现Pimpl模式“，进而实现”接口与实现分离“？我们一步步来抽丝剥茧吧！
XYZ.h
#ifndef FORWARD_DECLARATION_A_H
#define FORWARD_DECLARATION_A_H
class X{
public:
X();
void Print();
};
class Y{
public:
Y();
void Print();
};
class Z{
public:
Z();
void Print();
};
#endif
XYZ.cpp
#include "XYZ.h"
#include <iostream>
X::X(){}
void X::Print(){
std::cout<<"X::Printa"<<std::endl;
std::cout<<"X::Printa"<<std::endl;
}
Y::Y(){}
void Y::Print(){
std::cout<<"Y::Printc"<<std::endl;
}
Z::Z(){}
void Z::Print(){
std::cout<<"Z::Print"<<std::endl;
}
AImpl.h
#ifndef FORWARD_DECLARATION_B_H
#define FORWARD_DECLARATION_B_H
class X;
class Y;
class Z;
//#include "XYZ.h"
class AImpl{
public:
AImpl();
~AImpl();
X* getX();
Y* getY();
Z* getZ();
void doSth();
private:
X* x;
Y* y;
Z* z;
};
#endif
AImpl.cpp
#include "AImpl.h"
#include "XYZ.h"
#include <iostream>
AImpl::AImpl(){
x = new X();
y = new Y();
z = new Z();
}
AImpl::~AImpl(){
if (x)
{
delete x;
}
if (y)
{
delete y;
}
if (z)
{
delete z;
}
}
X* AImpl::getX(){
return x;
}
Y* AImpl::getY(){
return y;
}
Z* AImpl::getZ(){
return z;
}
void AImpl::doSth(){
x->Print();
y->Print();
z->Print();
}
A.h
#ifndef FORWAR_DECLARATIN_AA_H
#define FoRWAR_DECLARATIN_AA_H
#include <memory>
#include <iostream>
class AImpl;
class X;
class Y;
class Z;
class A{
public:
A();
X* getX();
Y* getY();
Z* getZ();
void doSth();
private:
std::shared_ptr<AImpl> pImpl;
};
#endif
A.cpp
#include "A.h"
#include "AImpl.h"
A::A(){
pImpl = std::shared_ptr<AImpl>(new AImpl());
}
X* A::getX(){
return pImpl->getX();
}
Y* A::getY(){
return pImpl->getY();
}
Z* A::getZ(){
return pImpl->getZ();
}
void A::doSth(){
pImpl->doSth();
}
main.cpp
#include "A.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc , char **argv){
A a;
a.doSth();
return 0;
}
CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3)
PROJECT(hello)
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++0x")
INCLUDE_DIRECTORIES(/home/roger/WorkSpace/C++/forward_declaration)
add_library(a A.cpp)
add_library(XYZ XYZ.cpp)
add_library(impl AImpl.cpp )
add_executable(main main.cpp)
target_link_libraries(impl XYZ)
target_link_libraries(a impl)
target_link_libraries(main a)
可以通过更改XYZ.h来使用cmake工具查看building文件。
在这个例子中，A.h是提供给客户使用的头文件，在该文件中定义了class A，其中只含有一个指针成员（pImpl），指向其实现类（AImpl）。在这样的设计之下，使用class A的客户端就完全与X、Y、Z以及AImpl的实现细节分离了，同时实现了“实现细节”的隐藏，这样，无论这些classes的任何实现修改都不需要A的客户端重新编译。
使用“前置声明”的注意事项
在前置声明时，我们只能使用的就是类的指针和引用，自然也就不能调用对象的方法了！
像我们这样前置声明类A：
class A;
是一种不完整的声明，只要类B中没有执行"需要了解类A的大小或者成员"的操作，则这样的不完整声明允许声明指向A的指针和引用。
而在前一个代码中的语句
A a;
是需要了解A的大小的，不然是不可能知道如果给类B分配内存大小的，因此不完整的前置声明就不行，必须要包含A.h来获得类A的大小，同时也要重新编译类B。
再回到前面的问题，使用前置声明只允许的声明是指针或引用的一个原因是：只要这个声明没有执行“需要了解类A的大小或者成员”的操作就可以了，所以声明成指针或引用是没有“执行需要了解类A的大小或者成员的操作”的。
我们将上面这个例子的A.cpp稍作修改：
#include "A.h"
#include "Aimpl.h"
A::A(){
pImpl = std::shared_ptr<AImpl>(new AImpl());
}
X* A::getX(){
return pImpl->getX();
}
Y* A::getY(){
return pImpl->getY();
}
Z* A::getZ(){
return pImpl->getZ();
}
void A::doSth(){
//pImpl->doSth();
getX()->Print();
getY()->Print();
getZ()->Print();
}
以上不加入#include<XYZ.h>则会出现编译错误，加上则会破坏分离实现。
