如何减少C++程序编译需要的时间

前言

假如你对C++程序的某个class实现文件做了轻微的修改。注意，修改的不是class接口，而是实现，而且只改private部分。然后重新编译整个程序，预计只花几秒就好，结果你发现得花费数倍这个时间，仿佛整个程序重新编译了！当你碰到这种事情的时候，你不想骂人吗？

让我们来看以下的代码

#include <string>
#include "date.h"
#include "address.h"

class Person {
public:
	Person(const std::string &name, const Date &birthday, const Address &addr);
	std::string name() const;
	std::string birthDate() const;
	std::string address() const;
...
private:
	std::string theName;
	Date theBirthDate;
	Address theAddress;
}

一眼看下去，语法上没什么问题，也能编译得过，不幸的是，这么一来便是在Person定义文件和其含入文件之间形成了一种编译依存关系。如果这些头文件中有任何一个被改变，或这些头文件所依赖的其他头文件有任何改变，那么每一个含入Person class的文件就的重新编译，任何使用Person class的文件也必须重新编译。这样的连串编译依存关系会对许多项目造成难以形容的灾难。

为什么会出现这种情况？

因为编译器在编译期间需要知道对象的大小，当编译器看到Person对象，它获取这项信息的唯一办法就是询问class定义式，所以如果你尝试把#include "date.h"和#include “address.h”删掉，你会发现程序根本编译不过。还好C++有前置声明，帮我们很好的解决这个问题，往下看。

正确的做法

把Person分割成两个classes，一个只提供接口，另一个负责实现该接口。负责实现的那个implementation class取名PersonImpl

// Person.h
#include <string>
#include <memory>　// shared_ptr需要包含的头

class PersonImpl;	// Person实现类的前置声明
class Date;		// Person接口用到的classes的前置声明
class Address;
class Person {
public:
	Person(const std::string &name, Date* birthday, Address* addr);
	std::string name() const;
	std::string birthDate() const;
	std::string address() const;
...
private:
	std::tr1::shared_ptr<PersonImpl> pImpl;	// 智能指针，防止内存泄漏
}

// Person.cpp
std::string Person::name() const
{
	return pImpl->name();
}

std::string Person::birthDate() const
{
	return pImpl->birthDate()
}

std::string Person::address() const
{
	return pImpl->address();
}

优点

这样的设计之下，Person的客户就完全与Dates，Addresses以及Persons的实现细目分离了。那些classes的任何实现修改都不需要Person客户端重新编译。此外由于客户无法看到Person的实现细目，也就不可能写出什么“取决于那些细目”的代码，这是真正的"接口与实现分离"。

设计策略

• 如果使用对象引用或对象指针可以完成任务，就不要使用对象。
• 如果能够，尽量以class声明式替代class定义式。