解决模板类之间的循环依赖关系

Question

我有两个类，Foo 和 Bar，派生自 Base。每个都重写方法 virtual Base* Convert(ID) const，其中 ID 是唯一标识 Foo 特定实例的类型实例或 Bar （假设它是一个 enum）。问题是 Foo::convert() 需要能够返回一个 Bar 实例，同样 Bar::convert() 需要能够实例化 Foo。由于它们都是模板，因此会导致 Foo.h 和 Bar.h 之间出现循环依赖关系。我该如何解决这个问题？

编辑：前向声明不起作用，因为每个方法的实现都需要另一个类的构造函数：

Foo.h：

#include <Base.h>

template<class T> class Bar;

template<class T>
class Foo : public Base { ... };

template<class T>
Base* Foo<T>::convert(ID id) const {

    if (id == BAR_INT)
        return new Bar<int>(value); // Error.

    ...

}

Bar.h ：

#include <Base.h>

template<class T> class Foo;

template<class T>
class Bar : public Base { ... };

template<class T>
Base* Bar<T>::convert(ID id) const {

    if (id == FOO_FLOAT)
        return new Foo<float>(value); // Error.

    ...

}

错误自然是“无效使用不完整类型”。

Answer 1

您需要做的是将类声明与实现分开。这样

template <class T> class Foo : public Base
{
    public:
    Base* convert(ID) const;
}

template <class T> class Bar : public Base
{
    public:
    Base* convert(ID) const;
}

template <class T> Base* Foo<T>::convert(ID) const {return new Bar<T>;}
template <class T> Base* Bar<T>::convert(ID) const {return new Foo<T>;}

，在定义函数时，您就拥有完整的类定义。

Answer 2

（更新）
您应该能够像处理非模板类一样处理该问题。像这样写你的Bar.h。 （对于 Foo.h 也是如此）

#if !defined(BAR_H_INCLUDED)
#define BAR_H_INCLUDED

template <class T>
class Foo;

template <class T>
class Bar
{
    /// Declarations, no implementations.
}    

#include "Foo.h"

template <class T>
Base* Bar<T>::Convert() {  /* implementation here... */ }
#endif

Answer 3

您应该在任一标头中使用模板类前向声明​​，

template <class T>
class X;

这是非常好的模板类前向声明​​。

Answer 4

詹姆斯·柯兰的回答是天赐之物。一般来说，James 的想法是限制包含所需的头文件，直到需要来自包含的头文件的成员（'声明）为止。例如：

t1.hh

#ifndef S_SIGNATURE
#define S_SIGNATURE

struct G; // forward declaration

template<typename T>
struct S {
  void s_method(G &);
};

#include "t2.hh" // now we only need G's member declarations

template<typename T>
void S<T>::s_method(G&g) { g.g_method(*this); }

#endif

t2.hh

#ifndef G_SIGNATURE
#define G_SIGNATURE

template<typename T>
struct S; // forward declaration

struct G {
  template<typename T>
  void g_method(S<T>&);
};

#include "t1.hh" // now we only need S' member declarations

template<typename T>
void G::g_method(S<T>& s) { s.s_method(*this); }

#endif

t.cc

#include "t1.hh"
#include "t2.hh"

S<int> s;
G g;

int main(int argc,char**argv) {
  g.g_method(s); // instantiation of G::g_method<int>(S<int>&)
}