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我正在寻找一种减少C++项目中 header 耦合的简单方法,这主要是由于(过度使用的)类组合,这当然需要完整的类型。例如:
// header A
class A
{
B b; // requires header B
};
class B* pB;
的转发替换成员,但这需要处理对象的创建和删除。好的,我可以使用智能指针进行删除(虽然不是
auto_ptr
,因为它在创建时需要完整的类型,所以要说类似
shared_ptr<class B> pB;
这样的东西),但是现在如何进行对象创建呢?
A
的构造函数中创建对象,例如
pB = new B;
,但这又是手动的,更糟糕的是,可能有多个构造函数...所以我正在寻找一种自动执行此操作的方法,该方法可以工作就像在
B b;
的定义中将
autoobjptr<class B> pB;
更改为
A
一样简单,而不必费心
pB
实例化。
A
和
B
之间的依赖关系,但是当一个包含
B
的 header 时,我想避免包含
A
的 header 。在实践中,
B
用于实现
A
,因此典型的解决方案是为
A
创建接口(interface)或pimpl,但我目前正在寻找更简单的方法。
B
类型完整的同一编译单元(A.cpp)中完成。另一方面,如果您的
A
构造函数是内联的,则成员的创建必须在其他编译单元内部进行,并且因为
B
在此不完整而无法正常工作。好吧,这是合乎逻辑的,但是现在我很好奇-这种行为是由C++标准定义的吗?
最佳答案
最初,我对这个问题很感兴趣,因为它看起来确实很棘手,并且所有有关模板,依赖项和包含在内的注释都是有意义的。但是后来我尝试实际实现它,发现它出奇的简单。因此,要么我误解了这个问题,要么这个问题具有一些看起来比实际困难得多的特殊属性。无论如何,这是我的代码。
这是美化的autoptr.h:
#ifndef TESTPQ_AUTOPTR_H
#define TESTPQ_AUTOPTR_H
template<class T> class AutoPtr {
private:
T *p;
public:
AutoPtr() {p = new T();}
~AutoPtr() {delete p;}
T *operator->() {return p;}
};
#endif // TESTPQ_AUTOPTR_H
#ifndef TESTPQ_B_H
#define TESTPQ_B_H
class B {
public:
B();
~B();
void doSomething();
};
#endif // TESTPQ_B_H
#include <stdio.h>
#include "b.h"
B::B()
{
printf("B::B()\n");
}
B::~B()
{
printf("B::~B()\n");
}
void B::doSomething()
{
printf("B does something!\n");
}
#ifndef TESTPQ_A_H
#define TESTPQ_A_H
#include "autoptr.h"
class B;
class A {
private:
AutoPtr<B> b;
public:
A();
~A();
void doB();
};
#endif // TESTPQ_A_H
#include <stdio.h>
#include "a.h"
#include "b.h"
A::A()
{
printf("A::A()\n");
}
A::~A()
{
printf("A::~A()\n");
}
void A::doB()
{
b->doSomething();
}
#include "a.h"
int main()
{
A a;
a.doB();
}
d:\alqualos\pr\testpq>g++ -c -W -Wall b.cpp
d:\alqualos\pr\testpq>g++ -c -W -Wall a.cpp
d:\alqualos\pr\testpq>g++ -c -W -Wall main.cpp
d:\alqualos\pr\testpq>g++ -o a a.o b.o main.o
d:\alqualos\pr\testpq>a
B::B()
A::A()
B does something!
A::~A()
B::~B()
b
做任何事情,它只是声明了它,并且知道它的大小,因为AutoPtr类中的指针始终是相同的大小。 autoptr.h唯一需要B定义的部分是构造函数和析构函数,但是它们不在a.h中使用,因此a.h不需要包含b.h。
B::B()
调用看起来放在a.cpp单元中已编译的构造函数
A::A()
的开头,但是标准是否要求?
A a;
变成了这个伪代码(当然不是真正的C++):
A a;
a.b->B();
a.A();
b
调用了一些特殊的构造函数,因此在将默认的构造函数内联之前,将使用不同的构造函数将
b
初始化两次!而且,由于定义了
A::A()
的“a.cpp”单元是单独编译的,因此编译器无法对其进行检查。
B::B()
调用放入
A::A()
构造函数中,而是在调用
A::A()
时内联它。嗯,这不会发生,因为编译器无法保证即使B现在没有任何其他构造函数,将来也不会有任何构造函数。假设我们将其添加到B类定义中的b.h中:
B(int b);
A::A():
b(17) // magic number
{
printf("A::A()\n");
}
B::B()
调用,则我们最终得到main.cpp,它调用了两个
B
构造函数。但是,由于添加构造函数和非虚拟方法永远不会破坏二进制兼容性,因此任何合理的编译器都不应这样做。
A::A()
,为什么不让该方法在一个地方完成所有工作呢?
A:A()
,将会发生什么?这是发生了什么:
d:\alqualos\pr\testpq>g++ -c -W -Wall a.cpp
d:\alqualos\pr\testpq>g++ -c -W -Wall main.cpp
In file included from a.h:4:0,
from main.cpp:1:
autoptr.h: In constructor 'AutoPtr<T>::AutoPtr() [with T = B]':
a.h:8:9: instantiated from here
autoptr.h:8:16: error: invalid use of incomplete type 'struct B'
a.h:6:7: error: forward declaration of 'struct B'
autoptr.h: In destructor 'AutoPtr<T>::~AutoPtr() [with T = B]':
a.h:8:9: instantiated from here
autoptr.h:9:17: warning: possible problem detected in invocation of delete
operator:
autoptr.h:9:17: warning: invalid use of incomplete type 'struct B'
a.h:6:7: warning: forward declaration of 'struct B'
autoptr.h:9:17: note: neither the destructor nor the class-specific operator
delete will be called, even if they are declared when the class is defined.
a
时会内联自动生成的构造函数。好的,但这是否总是必须发生,还是取决于编译器?答案是它不能依赖编译器。没有编译器可以使自动生成的构造函数成为非内联的。这样做的原因是它不知道将代码放在哪里。从程序员的 Angular 来看,答案是显而易见的:构造函数应该进入定义了类的所有其他方法的单元,但是编译器不知道那是哪个单元。此外,类方法可以分布在多个单元中,有时甚至有意义(例如,类的一部分是由某种工具自动生成的)。
A::A()
显式内联,则将发生相同的编译错误,可能会少一些隐含的含义。
AutoPtr<B> b;
是否可以与任何编译器一起使用。我的意思是,在声明指针和引用时我们可以使用正向删除类,但是将其用作模板实例化参数始终正确吗?我认为这没什么问题,但是编译器可能会认为不是。谷歌搜索也没有产生任何有用的结果。
关于c++ - 自动实例化的智能指针,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/4451594/
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