对内置数据类型使用前向声明

Question

我明白，只要有可能，我们就应该使用前向声明而不是包含来加快编译速度。

我有一个像这样的Person类。

#pragma once

#include <string>

class Person
{
public:
    Person(std::string name, int age);
    std::string GetName(void) const;
    int GetAge(void) const;
private:
    std::string _name;
    int _age;
};

和一个像这样的类 Student

#pragma once

#include <string>

class Person;

class Student
{
public:
    Student(std::string name, int age, int level = 0);
    Student(const Person& person);
    std::string GetName(void) const;
    int GetAge(void) const;
    int GetLevel(void) const;
private:
    std::string _name;
    int _age;
    int _level;
};

在 Student.h 中，我有一个前向声明 class Person; 来在我的转换构造函数中使用 Person 。美好的。但我已经做了 #include 以避免在代码中使用 std::string 时出现编译错误。这里如何使用前向声明来避免编译错误？是否可以？

谢谢。

Answer 1

使用string作为

std::string _name;
//^^^^^^^^^ concrete member    

由于需要 string的整体结构，因此必须需要声明。您必须#include。

---

如果您编写的话，可以省略string的声明，例如

std::string* _name;
//^^^^^^^^^^ pointer or reference

您可以使用前向声明，但我仍然建议您不要这样做，因为std： :string 不是像 Person 或 Student 这样的简单结构类型，而是一个非常复杂的类型，涉及很多模板：

template<class charT, class traits = char_traits<charT>, class Allocator = allocator<charT> >
class basic_string { ... };
typedef basic_string<char> string;

如果你向前声明错误（例如 class string;），编译将失败当您因类型冲突而实际使用它时。

Answer 2

您只能将前向声明与指针和引用一起使用（因为它们具有固定大小，与它们引用的对象的大小无关）。如果按值使用特定类，编译器需要其完整定义（以便知道其确切大小），因此前向声明是不够的。

因此，如果您像这样定义 Student ，

class Student
{
public:
    ...
    Student(const Person person);
    ...
private:
    Person person;
};

上述任一类成员都会强制您在标头中添加 #include Person.h。

您很清楚，前向声明有助于避免编译依赖，从而减少编译时间。然而，这主要涉及用户定义的标头，因为这些标头可能会经常更改。标准库头不会改变，因此在这些情况下节省并不重要。

Answer 3

您只能使用前向声明进行类型标识，例如在函数/方法指针参数原型中使用声明的类型时。如果您要声明一个成员变量（即 std::string _name;），编译器需要的内容比前向声明所能提供的要多一些。例如，如果有人执行 sizeof(Student) ，则编译器必须有权访问整个声明才能计算出大小。

Answer 4

也许还可以考虑使用继承。

#include "Person.h" // i am afraid you need to

class Student : public Person
{
     ...

     protected:
         int _level;
         // no name and age, that is inhertianced from person
         // (if you want to access them from student, you maybe need to make them protected)
 };

Answer 5

前向声明用于减少包含并解决循环依赖关系。但是，当在类的公共或受保护接口中使用转发时，您需要将包含正确头文件的负担交给类的用户。
除此之外，STL 中定义的转发类型可能无法按预期工作。例如，std::string 可以定义为 typedef basic_string；字符串；。使用 namespace std{ class string;} 向前声明它会给你一个编译错误。