c++ - 为什么一定要Forward声明一个类，在一个头文件中包含对应的头文件

Question

您好，我注意到如果我在 .cpp 中包含一个头文件，那么我可以创建该头文件类的对象。就像如果我在 main.cpp 中包含 A.h 那么我可以在 main.cpp 中编写 A *a;。但是，如果我在另一个头文件中包含一个头文件，然后尝试创建该包含的头文件的对象，这将不起作用。喜欢，

文件B.h:

#include "A.h"
class B
{
public:
    B(){};
    A *a;
};

我必须添加类 A 的前向声明才能使其工作。为什么？

Answer 1

这里是基础知识:

• 对于任何类型 A ，如果你声明一个 A& 类型的变量, A* , A** , A***等，那么编译器不需要知道 A 的完整定义在变量声明的地方。它只需要知道 A是一种类型；这就对了。所以前向声明就足够了:

  class A; //forward declaration
  
  class B
  {
     A * pA;  //okay - compiler knows A is a type
     A & refA;/ okay - compiler knows A is a type
  };
  

  完整的定义不是 必需的 因为编译器仍然可以计算 sizeof(B)这又取决于 sizeof(A*)和 sizeof(A&) — 这些是编译器已知的，即使它不知道 sizeof(A) .注意 sizeof(A*)只是该平台上指针的大小(通常在 32 位系统上为 4 字节或在 64 位系统上为 8 字节)。

• 对于任何类型 A ，如果你声明一个 A 类型的变量, A[N] , A[M]N]等，然后编译器需要知道类型的完整定义 A在变量声明的地方。在这种情况下，前向声明(forward declaration)不是不够的。

  class A; //forward declaration
  class B
  {
     A a;  //error - the compiler only knows A is a type
           //it doesn't know its size!
  };
  

  但这是正确的:

  #include "A.h" //which defines A
  
  class B
  {
     A a;  //okay
  };
  

  完整的定义是 必需的 以便编译器可以计算sizeof(A) ，如果编译器不知道 A 的定义，这是不可能的.

  请注意，类的定义 表示“类成员、它们的类型以及类是否具有虚函数的完整规范”。如果编译器知道这些，它就可以计算出类的大小。

了解这些基础知识后，您可以决定是将 header 包含到其他 header 中，还是仅前向声明就足够了。如果前向声明就足够了，那就是您应该选择的选项。包含 header 仅当需要时。

但是，如果您提供 A 的前向声明在标题中 B.h , 那么你必须包含头文件 A.h在B的实现文件中这是B.cpp , 因为在 B 的实现文件中，您需要访问 A 的成员为此，编译器需要 A 的完整定义.再次重申，仅当您需要访问 A 的成员时才包括在内. :-)

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Sorry I didn't see the last paragraph of your answer. What is confusing me is why do I need the forward declaration also. Doesn't including the header file A.h alone provides complete definition of class A?? –

不知道头文件里有什么。另外，如果尽管包含头文件，您还需要提供前向声明，那么它暗示头文件实现不正确。我怀疑存在循环依赖:

• 确保没有两个头文件相互包含。例如，如果 A.h包括 B.h , 然后 B.h不得包括 A.h ，直接或间接。

• 使用前向声明和指针声明来打破这种循环依赖。逻辑非常简单。如果不能包含 A.h在B.h ，这意味着您不能声明 A a在B.h (因为为此，您还必须包含标题 A.h)。所以即使你不能声明 A a , 你仍然可以声明 A *pA ，并为此前向声明 A足够。这样你就打破了循环依赖。

希望对您有所帮助。