为什么 C++需要类成员的前向声明吗？

Question

我的印象是 C++ 中的所有内容都必须在使用之前声明。

事实上，我记得读到过，这就是为什么在返回类型中使用 auto 在没有 decltype 之类的情况下是无效的 C++0x 的原因 >：编译器在计算函数体之前必须知道声明的类型。

想象一下当我注意到（很长一段时间后）以下代码实际上完全合法时我的惊讶：

[编辑：更改了示例。]

class Foo
{
    Foo(int x = y);
    static const int y = 5;
};

所以现在我不明白：

为什么编译器不这样做当在其他地方需要它们时，需要在类内部进行前向声明吗？

Answer 1

该标准规定（第 3.3.7 节）：

在类中声明的名称的潜在范围不仅包括名称声明点之后的声明区域，还包括所有函数体、非静态数据成员的大括号或等于初始化程序以及默认值该类中的参数（包括嵌套类中的此类内容）。

这可能是通过将内联成员函数的处理主体延迟到解析整个类定义之后来完成的。

Answer 2

类体内的函数定义被视为在类定义之后实际定义。所以你的代码相当于：

class Foo
{
    Foo();
    int x, *p;
};
inline Foo::Foo() { p = &x; }

Answer 3

其实我觉得你需要把问题倒过来才能理解。

为什么 C++ 需要前向声明？

由于 C++ 的工作方式（包括文件，而不是模块），否则它需要等待整个翻译单元才能评估，当然，什么函数是。这里有几个缺点：

• 编译时间将再次受到影响，
• 几乎不可能为标头中的代码提供任何保证，因为后面函数的任何引入都可能使其全部无效

为什么类不同？

根据定义，类是包含的。这是一个小单位（或者应该是......）。因此：

• 几乎没有编译时间问题，您可以等到类结束才开始分析，
• 没有依赖地狱的风险，因为所有依赖项都被清楚地识别和隔离

，因此我们可以避免这种烦人的类前向声明​​规则。

Answer 4

只是猜测：编译器保存函数体，并且在类声明完成之前不会实际处理它。

Answer 5

与命名空间不同，类的作用域不能重新打开。它是绑定的。

想象一下，如果所有内容都需要提前声明，那么在标头中实现一个类。我认为由于它是绑定的，因此按原样编写语言更符合逻辑，而不是要求用户在类中向前编写（或要求定义与声明分开）。