为什么编译要花这么长的时间？

最新推荐文章于 2024-07-19 09:07:56 发布

最新推荐文章于 2024-07-19 09:07:56 发布 · 681 阅读

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你的编译器可能有问题。也许它太老了，也许你安装它的时候出了错，也许你用的计算机已经是个古董。在诸如此类的问题上，我无法帮助你。

但是，这也是很可能的：你要编译的程序设计得非常糟糕，以至于编译器不得不检查数以百计的头文件和数万行代码。理论上来说，这是可以避免的。如果这是你购买的库的设计问题，你对它无计可施（除了换一个更好的库），但你可以将你自己的代码组织得更好一些，以求得将修改代码后的重新编译工作降到最少。这样的设计会更好，更有可维护性，因为它们展示了更好的概念上的分离。

看看这个典型的面向对象的程序例子：

        class Shape {
        public:     // 使用Shapes的用户的接口
             virtual void draw() const;
            virtual void rotate(int degrees);
            // ...
        protected: // common data (for implementers of Shapes)
            Point center;
            Color col;
            // ...
        };

        class Circle : public Shape {
        public:
            void draw() const;
            void rotate(int) { }
            // ...
        protected:
            int radius;
            // ...
        };

        class Triangle : public Shape {
        public:
            void draw() const;
            void rotate(int);
            // ...
        protected:
            Point a, b, c;
            // ...
        };

设计思想是，用户通过Shape的public接口来操纵它们，而派生类（例如Circle和Triangle）的实现部分则共享由protected成员表现的那部分实现（implementation）。

然而，这个简单的设计理念里却隐含着三个严重的问题：

- 这不是一件容易的事情：确定哪些实现部分是对所有的派生类都有用的，并将之共享出来。因此，与 public 接口相比， protected 成员往往要做多得多的改动。举例来说，虽然理论上“中心” (center) 对所有的图形都是一个有效的概念，但当你要维护一个三角形的“中心”的时候，是一件非常麻烦的事情——对于三角形，当且仅当它确实被需要的时候，计算这个中心才是有意义的。
- protected 成员很可能要依赖于实现部分的细节，而 Shape 的用户（译注： user 此处译为用户，指使用 Shape 类的代码，下同）却不见得必须依赖它们。举例来说，很多（大多数？）使用 Shape 的代码在逻辑上是与“颜色”无关的，但是由于 Shape 中“颜色”这个定义的存在，却可能需要一堆复杂的头文件，来结合操作系统的颜色概念。
- 当 protected 部分发生了改变时，使用 Shape 的代码必须重新编译——即使只有派生类的实现部分才能够访问 protected 成员。

于是，基类中的“实现相关的信息”(information helpful to implementers)对用户来说变成了象接口一样敏感的东西，它的存在导致了实现部分的不稳定，用户代码的无谓的重编译（当实现部分发生改变时），以及将头文件无节制地包含进用户代码中（因为“实现相关的信息”需要它们）。有时这被称为“脆弱的基类问题”(brittle base class problem)。

一个很明显的解决方案就是，忽略基类中那些象接口一样被使用的“实现相关的信息”。换句话说，使用接口，纯粹的接口。也就是说，用抽象基类的方式来表示接口：

        class Shape {
        public:     //使用Shapes的用户的接口
            virtual void draw() const = 0;
            virtual void rotate(int degrees) = 0;
            virtual Point center() const = 0;
            // ...
            // 没有数据
        };

        class Circle : public Shape {
        public:
            void draw() const;
            void rotate(int) { }
            Point center() const { return center; }
            // ...
        protected:
            Point cent;
            Color col;
            int radius;
            // ...
        };

        class Triangle : public Shape {
        public:
            void draw() const;
            void rotate(int);
            Point center() const;
            // ...
        protected:
            Color col;
            Point a, b, c;
            // ...
        };

现在，用户代码与派生类的实现部分的变化之间的关系被隔离了。我曾经见过这种技术使得编译的时间减少了几个数量级。

但是，如果确实存在着对所有派生类（或仅仅对某些派生类）都有用的公共信息时怎么办呢？可以简单把这些信息封装成类，然后从它派生出实现部分的类：

    class Shape {
    public:     //使用Shapes的用户的接口
        virtual void draw() const = 0;
        virtual void rotate(int degrees) = 0;
        virtual Point center() const = 0;
        // ...
        // no data
    };

    struct Common {
        Color col;
        // ...
    };

    class Circle : public Shape, protected Common {
    public:
        void draw() const;
        void rotate(int) { }
        Point center() const { return center; }
        // ...
    protected:
        Point cent;
        int radius;
    };

    class Triangle : public Shape, protected Common {
    public:
        void draw() const;
        void rotate(int);
        Point center() const;
        // ...
    protected:
        Point a, b, c;
    };

原文地址：http://www.research.att.com/~bs/bs_faq2.html#abstract-class