前置聲明相關

一個前置聲明是指在程序員尚未給出完整定義之前對一個標示符(一個類型、一個變量或者一個函數)的聲明。一個很簡單的例子就是我們在函數A中使用了函數B，但是函數B的聲明在函數A之后，這個時候，就需要對函數B進行前置聲明，實際上就是在函數A之前提供一個函數B的原型(prototype)。這種現象其實在C語言編程中我們已經習以為常了，在C++中亦是如此，只不過在編寫較大規模程序的時候，由于定義了較多的類，而這些類之間有可能是互相依賴的，換言之，類與類之間會互相引用，包括對成員函數的引用等等。

比如需要在文檔類調用視圖類

在doc頭文件加前置聲明
class CTestView;
如有必要在doc源文件加上testview.cpp（或者加在頭文件也可），
在testview也是如此，在頭文件
加前置聲明
class CTestDoc;
源文件加testdoc.cpp（或者加在頭文件也可）

一、類嵌套的疑問

C++頭文件重復包含實在是一個令人頭痛的問題，前一段時間在做一個簡單的數據結構演示程序的時候，不只一次的遇到這種問題。假設我們有兩個類A和B，分別定義在各自的有文件A.h和B.h中，但是在A中要用到B，B中也要用到A，但是這樣的寫法當然是錯誤的：

復制到剪貼板??C/C++代碼

class?B;?????
????
class?A?????
{?????
???public:?????
???B?b;?????
};?????
????
class?B?????
{?????
???public:?????
???A?a;?????
};?????
????

因為在A對象中要開辟一塊屬于B的空間，而B中又有A的空間，是一個邏輯錯誤，無法實現的。在這里我們只需要把其中的一個A類中的B類型成員改成指針形式就可以避免這個無限延伸的怪圈了。為什么要更改A而不是B？因為就算你在B中做了類似的動作，也仍然會編譯錯誤，表面上這僅僅上一個先后順序的問題。
為什么會這樣呢？因為C++編譯器自上而下編譯源文件的時候，對每一個數據的定義，總是需要知道定義的數據的類型的大小。在預先聲明語句class B;之后，編譯器已經知道B是一個類，但是其中的數據卻是未知的，因此B類型的大小也不知道。這樣就造成了編譯失敗，VC++6.0下會得到如下編譯錯誤：
error C2079: ‘b’ uses undefined class ‘B’
將A中的b更改為B指針類型之后，由于在特定的平臺上，指針所占的空間是一定的（在Win32平臺上是4字節），這樣可以通過編譯。

二、不同頭文件中的類的嵌套

在實際編程中，不同的類一般是放在不同的相互獨立的頭文件中的，這樣兩個類在相互引用時又會有不一樣的問題。重復編譯是問題出現的根本原因。為了保證頭文件僅被編譯一次，在C++中常用的辦法是使用條件編譯命令。在頭文件中我們常常會看到以下語句段（以VC++6.0自動生成的頭文件為例）：

#if !defined(AFX_STACK_H__1F725F28_AF9E_4BEB_8560_67813900AE6B__INCLUDED_)
#define AFX_STACK_H__1F725F28_AF9E_4BEB_8560_67813900AE6B__INCLUDED_
//很多語句……
#endif

其中首句#if !defined也經常做#ifndef，作用相同。意思是如果沒有定義過這個宏，那么就定義它，然后執行直到#endif的所有語句。如果下次在與要這段代碼，由于已經定義了那個宏，因此重復的代碼不會被再次執行。這實在是一個巧妙而高效的辦法。在高版本的VC++上，還可以使用這個命令來代替以上的所有：
#pragma once
它的意思是，本文件內的代碼只被使用一次。

但是不要以為使用了這種機制就全部搞定了，比如在以下的代碼中：

C/C++代碼

//文件A.h中的代碼?????
#pragma?once?????
????
#include?“B.h”?????
????
class?A?????
{?????
???public:?????
???B*?b;?????
};?????
????

C/C++代碼

//文件B.h中的代碼?????
#pragma?once?????
????
#include?“A.h”?????
????
class?B?????
{?????
???public:?????
???A*?a;?????
};?????
????

?

這里兩者都使用了指針成員，因此嵌套本身不會有什么問題，在主函數前面使用#include “A.h”之后，主要編譯錯誤如下：
error C2501: ‘A’ : missing storage-class or type specifiers
仍然是類型不能找到的錯誤。其實這里仍然需要前置聲明。分別添加前置聲明之后，可以成功編譯了。代碼形式如下：

C/C++代碼

復制到剪貼板??C/C++代碼

//文件A.h中的代碼?????
#pragma?once?????
????
#include?“B.h”?????
????
class?B;?????
????
class?A?????
{?????
???public:?????
???B*?b;?????
};?????
????

//文件B.h中的代碼?????
#pragma?once?????
????
#include?“A.h”?????
????
class?B;?????
????
class?B?????
{?????
???public:?????
???A*?a;?????
};?????
????

這樣至少可以說明，頭文件包含代替不了前置聲明。有的時候只能依靠前置聲明來解決問題。我們還要思考一下，有了前置聲明的時候頭文件包含還是必要的嗎？我們嘗試去掉A.h和B.h中的#include行，發現沒有出現新的錯誤。那么究竟什么時候需要前置聲明，什么時候需要頭文件包含呢？

三、兩點原則

頭文件包含其實是一想很煩瑣的工作，不但我們看著累，編譯器編譯的時候也很累，再加上頭文件中常常出現的宏定義。感覺各種宏定義的展開是非常耗時間的，遠不如自定義函數來得速度。我僅就不同頭文件、源文件間的句則結構問題提出兩點原則，僅供參考：

第一個原則應該是，如果可以不包含頭文件，那就不要包含了。這時候前置聲明可以解決問題。如果使用的僅僅是一個類的指針，沒有使用這個類的具體對象（非指針），也沒有訪問到類的具體成員，那么前置聲明就可以了。因為指針這一數據類型的大小是特定的，編譯器可以獲知。

?

第二個原則應該是，盡量在CPP文件中包含頭文件，而非在頭文件中。假設類A的一個成員是是一個指向類B的指針，在類A的頭文件中使用了類B的前置聲明并便宜成功，那么在A的實現中我們需要訪問B的具體成員，因此需要包含頭文件，那么我們應該在類A的實現部分（CPP文件）包含類B的頭文件而非聲明部分(H文件)。