QT4(C++)兩個頭文件相互包含(類超前引用)

知識的海洋625 2014-04-23

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1、C++中的類相互包含(QT4)

所謂超前引用是指一個類型在定義之前就被用來定義變量和聲明函數。
一般情況下，C/C++要求所有的類型必須在使用前被定義，但是在一些特殊情況下，這種要求無法滿足，例如，在類time_outDialog中保留了對象指針，該對象用于顯示/修改一些信息。為了實現對話框"應用"按鈕，把對話框做的修改立刻更新到time_outDialog界面上，為此，需要在對話框類中需要保存 view類的指針，這樣定義關系就變成如下的代碼：

time_outDialog.h中的代碼：

#ifndef _TIME_OUTDIALOG_H_
#define _TIME_OUTDIALOG_H_

#include <QDialog>

#include "../../mainwindow/mainwindow.h"

namespace Ui{
        class time_outDialog;
}

class MainWindow;

class time_outDialog : public QDialog
{
        Q_OBJECT
public:
        time_outDialog(QWidget *parent = 0);
        ~time_outDialog();

private:
        Ui::time_outDialog *ui;
        MainWindow *mainwindow_ui;

private slots:
        void on_OKButton_clicked();
        void on_closeButton_clicked();
};

#endif // end of the time_outDialog.h

mainwindow.h文件中的代碼：

#ifndef _MAINWINDOW_H_
#define _MAINWINDOW_H_

#include "../Set/time_outDialog/time_outDialog.h"

#include <QtGui/QMainWindow>
#include <QLabel>

namespace Ui
{
class MainWindow;
}

class time_outDialog;

class MainWindow : public QMainWindow
{
Q_OBJECT
public:

…………

}；

#endif // The end of _MAINWINDOW_H_

   更一般的情況，類A和類B需要彼此互相引用，這樣必然有一個類會先被定義，而另外一個類后被定義，這樣在先被定義的類引用后被定義的類的時候，就導致了所謂的超前引用。

   超前引用導致的錯誤有以下幾種處理辦法：
   1) 使用類聲明
   在超前引用一個類之前，首先用一個特殊的語句說明該標識符是一個類名，即將被超前引用。其使用方法是：
           a) 用class ClassB；聲明即將超前引用的類名
           b) 定義class ClassA
           c) 定義class ClassB;
           d) 編制兩個類的實現代碼。
    上述方法適用于所有代碼在同一個文件中，一般情況下，ClassA和ClassB分別有自己的頭文件和cpp文件，這種
方法需要演變成：
           a) 分別定義ClassA和ClassB，并在cpp文件中實現之
           b) 在兩個頭文件的開頭分別用class ClassB;和class ClassA;聲明對方
           c) 在兩個cpp文件中分別包含另外一個類的頭文件
    NOTE:這種方法切記不可使用類名來定義變量和函數的變量參數，只可用來定義引用或者指針。
    2) 使用全局變量
    由于全局變量可以避免超前引用，不用贅述。我的習慣是，把類對象的extern語句加在該類頭文件的最后，大家喜歡
怎樣寫那都沒有什么大問題，關鍵是保證不要在頭文件中胡亂包含。
    3) 使用基類指針。
    這種方法是在引用超前引用類的地方一律用基類指針。而一般情況下，兩個互相引用的類并不涉及其基類，因此不會造成
超前引用。以開始的例子說：在CMyDialog類中用CView*代替CMyView*，在CMyView類中用CDialog*代替CMyDialog*，這樣必然
不會造成超前引用。

    說明：本文中，為了敘述方便，把class AClass;語句成為類AClass的聲明，把class AClass開始的對AClass的類成員變量、
成員函數原型等的說明稱為類的定義，而把在CPP中的部分稱為類的定義。如果大家對這三個詞有不同的理解，請按照自己的本意
把這三個詞換成相應的詞來理解。

以下摘自http://hi.baidu.com/shilyx/blog/item/c1e3f7f277e29811b17ec5f2.html

C++中頭文件相互包含的幾點問題

2007-06-19 17:42

一、類嵌套的疑問

C++頭文件重復包含實在是一個令人頭痛的問題，前一段時間在做一個簡單的數據結構演示程序的時候，不只一次的遇到這種問題。假設我們有兩個類A和B，分別定義在各自的有文件A.h和B.h中，但是在A中要用到B，B中也要用到A，但是這樣的寫法當然是錯誤的：
class B;

class A
{
public:
B b;
};

class B
{
      public:
          A a;
};
因為在A對象中要開辟一塊屬于B的空間，而B中又有A的空間，是一個邏輯錯誤，無法實現的。在這里我們只需要把其中的一個A類中的B類型成員改成指針形式就可以避免這個無限延伸的怪圈了。為什么要更改A而不是B？因為就算你在B中做了類似的動作，也仍然會編譯錯誤，表面上這僅僅上一個先后順序的問題。
      為什么會這樣呢？因為C++編譯器自上而下編譯源文件的時候，對每一個數據的定義，總是需要知道定義的數據的類型的大小。在預先聲明語句class B;之后，編譯器已經知道B是一個類，但是其中的數據卻是未知的，因此B類型的大小也不知道。這樣就造成了編譯失敗，VC++6.0下會得到如下編譯錯誤：
      error C2079: 'b' uses undefined class 'B'
將A中的b更改為B指針類型之后，由于在特定的平臺上，指針所占的空間是一定的（在Win32平臺上是4字節(jié)），這樣可以通過編譯。

二、不同頭文件中的類的嵌套

在實際編程中，不同的類一般是放在不同的相互獨立的頭文件中的，這樣兩個類在相互引用時又會有不一樣的問題。重復編譯是問題出現的根本原因。為了保證頭文件僅被編譯一次，在C++中常用的辦法是使用條件編譯命令。在頭文件中我們常常會看到以下語句段（以VC++6.0自動生成的頭文件為例）：

#if !defined(AFX_STACK_H__1F725F28_AF9E_4BEB_8560_67813900AE6B__INCLUDED_)
#define AFX_STACK_H__1F725F28_AF9E_4BEB_8560_67813900AE6B__INCLUDED_
//很多語句……
#endif

其中首句#if !defined也經常做#ifndef，作用相同。意思是如果沒有定義過這個宏，那么就定義它，然后執(zhí)行直到#endif的所有語句。如果下次在與要這段代碼，由于已經定義了那個宏，因此重復的代碼不會被再次執(zhí)行。這實在是一個巧妙而高效的辦法。在高版本的VC++上，還可以使用這個命令來代替以上的所有：
#pragma once
它的意思是，本文件內的代碼只被使用一次。

但是不要以為使用了這種機制就全部搞定了，比如在以下的代碼中：

//文件A.h中的代碼
#pragma once

#include "B.h"

class A
{
public:
B* b;
};

//文件B.h中的代碼
#pragma once

#include "A.h"

class B
{
public:
A* a;
};

這里兩者都使用了指針成員，因此嵌套本身不會有什么問題，在主函數前面使用#include "A.h"之后，主要編譯錯誤如下：
error C2501: 'A' : missing storage-class or type specifiers
仍然是類型不能找到的錯誤。其實這里仍然需要前置聲明。分別添加前置聲明之后，可以成功編譯了。代碼形式如下：

//文件A.h中的代碼
#pragma once

#include "B.h"

class B;

class A
{
public:
B* b;
};

//文件B.h中的代碼
#pragma once

#include "A.h"

class B;

class B
{
public:
A* a;
};

這樣至少可以說明，頭文件包含代替不了前置聲明。有的時候只能依靠前置聲明來解決問題。我們還要思考一下，有了前置聲明的時候頭文件包含還是必要的嗎？我們嘗試去掉A.h和B.h中的#include行，發(fā)現沒有出現新的錯誤。那么究竟什么時候需要前置聲明，什么時候需要頭文件包含呢？

三、兩點原則

頭文件包含其實是一想很煩瑣的工作，不但我們看著累，編譯器編譯的時候也很累，再加上頭文件中常常出現的宏定義。感覺各種宏定義的展開是非常耗時間的，遠不如自定義函數來得速度。我僅就不同頭文件、源文件間的句則結構問題提出兩點原則，僅供參考：

第一個原則應該是，如果可以不包含頭文件，那就不要包含了。這時候前置聲明可以解決問題。如果使用的僅僅是一個類的指針，沒有使用這個類的具體對象（非指針），也沒有訪問到類的具體成員，那么前置聲明就可以了。因為指針這一數據類型的大小是特定的，編譯器可以獲知。

第二個原則應該是，盡量在CPP文件中包含頭文件，而非在頭文件中。假設類A的一個成員是是一個指向類B的指針，在類A的頭文件中使用了類B的前置聲明并便宜成功，那么在A的實現中我們需要訪問B的具體成員，因此需要包含頭文件，那么我們應該在類A的實現部分（CPP文件）包含類B的頭文件而非聲明部分 (H文件)。