C++类前置声明和explicit关键字的作用

前置声明

  C++中使用类前置声明主要是为了避免类的交叉引用,即类A中要用到B类型,而类B的定义又要引用A类型。
如这样写代码:

// A.h
#include "B.h"
class A {
    private:
        int a;
        B b;
}

// B.h
#include "A.h"
class B {
    private:
    int b;
    A a;
}

  很明显,这样写存在明显的逻辑循环,且A.h中引入了B.h文件,而B.h中又引入了A.h,这样一来,B.h文件中引入了B.h文件,这种写法当然错误。

这时就需要用到类前置声明了,即先定义类A,在A.h中添加B的前置声明,

// A.h
class B;   // 类A被编译时,编译器只会考虑B类型是否存在,不会去检查类B的定义
class A {
    private:
        int a;
        B b;
}

// B.h
#include "A.h"
class B {
    private:
        int b;
        A a;
}

explicit关键字的作用

  C++中的explicit关键字只能用于修饰只有一个参数的类构造函数,表明该构造函数是显示的, 而非隐式的, 跟它相对应的另一个关键字是implicit,类构造函数默认情况下即声明为implicit(隐式)。

  explicit关键字的作用就是防止类构造函数的隐式自动转换。explicit关键字只对有一个参数的类构造函数有效,如果类构造函数参数大于或等于两个时,是不会产生隐式转换的,所以explicit关键字也就无效了.

### 前置声明 (Forward Declaration) 的使用方法及场景 #### 什么是前置声明? 在 C++ 中,前置声明是一种机制,允许开发者提前告知编译器某个型的名称或存在性,而无需立即提供完整的定义。这有助于减少头文件的相互依赖并优化编译时间。 #### 使用方法 前置声明可以通过 `class` 或 `struct` 关键字来完成。例如: ```cpp class MyClass; // 这是一个前置声明 ``` 当使用指针或引用时,前置声明通常就足够了,因为编译器只需要知道该型的存在即可分配内存地址[^2]。 #### 场景分析 以下是几种常见的使用场景: 1. **避免循环依赖** 当两个互相包含对方作为成员变量时,可能会导致无法正常编译的情况。通过前置声明可以解决这一问题。 ```cpp class B; // 前置声明 class A { B* bPtr; }; class B { A aInstance; }; ``` 2. **提高编译效率** 如果多个源文件都包含了同一个大型头文件,则每次重新编译都会消耗大量资源。利用前置声明仅引入必要的部分能够显著提升性能。 3. **接口分离** 将具体实现隐藏起来只暴露必要信息给使用者也是软件工程中的良好实践之一。比如,在公共 API 文件里只需做简单的型说明而不涉及内部细节。 4. **动态分配与智能指针** 对于那些仅仅用于创建实例或者管理生命周期的对象来说(如new/delete),也完全可以依靠forward declarations 来简化代码结构。 #### 示例代码展示如何运用 Forward Declarations 解决实际开发过程遇到的问题: 假设有一个项目需要处理两种不同形状 Shape Circle ,它们之间可能存在某种关联关系如下所示: ```cpp // shape.h #ifndef SHAPE_H_ #define SHAPE_H_ #include "circle.h" class Shape { public: virtual void draw() const =0 ; }; #endif /*SHAPE_H_*/ // circle.h #ifndef CIRCLE_H_ #define CIRCLE_H_ #include "shape.h" class Circle :public Shape{ private : double radius_; public: explicit Circle(double r):radius_(r){} void setRadius(const double &value); double getArea()const ; }; #endif/*CIRCLE_H_*/ ``` 上述例子会出现错误提示:“cannot find file 'circle.h'”。这是因为两者互相对方进行了include操作形成了闭环依赖。此时就可以采用前面提到的方法——即用到的地方先进行前向申明再按需加载真正的定义体从而打破僵局。 最终修改后的版本应该是这样的样子: ```cpp // shape.h 不变... // circle.h 修改为下面形式 #ifndef CIRCLE_H_ #define CIRCLE_H_ class Shape;// 只做一个简单声明就够了! class Circle :public Shape{/*...*/}; #endif/*CIRCLE_H_*/ ```
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