C++类型前置声明

前言

本文总结了c++中前置声明的写法及注意事项，列举了哪些情况可以用前置声明来降低编译依赖。

前置声明的概念

前置声明：(forward declaration), 跟普通的声明一样，就是个声明, 没有定义。之所以叫前置声明，看下面一小段代码：

class Useful;  // 对Userful类的前置声明

class Boss
{
    Useful  *userful_;      // 实际要用到它的地方
};

因为是在使用这个类型Userful之前告诉编译器，“哎，小编，Userful是个类，我要用它，你别管，它在某个地方是个真实的存在(也可能不存在，我就tm忽悠你的), 总之你不要管，我要用它”。这样跟编译器打过招呼之后，就能保证代码编译通过。Useful是在Boss使用它之前声明的，所以叫它前置声明。

作为一名c/c++程序员，合理使用前置声明可以使我们的生活更美好。因为它省去了#include的处理、降低文件之间的编译依赖，从而避免不必要的编译时间浪费。

利用前置声明的利弊

优点：避免#include, 避免修改一个被包含的头文件，导致整个文件重新编译。

缺点：（摘自Google）

• 如果前置声明关系到模板，typedefs, 默认参数和 using 声明，就很难决定它的具体样子了。

• 很难判断什么时候该用前置声明，什么时候该用 #includes, 特别是涉及隐式转换运算符的时候。极端情况下，用前置声明代替 includes 甚至都会暗暗地改变代码的含义。

• 前置声明了不少来自头文件的 symbol 时，就会比单单 includes 一行冗长。

• 前置声明函数或模板有时会害得头文件开发者难以轻易变动其 API. 就像扩大形参类型，加个自带默认参数的模板形参等等。

• 前置声明来自命名空间 std:: 的 symbol 时，其行为未定义。

• 仅仅为了能前置声明而重构代码（比如用指针成员代替对象成员），后者会变慢且复杂起来。

• 还没有实践证实前置声明的优越性。

前置声明包含的类型

• class(struct)
• function
• template
• typedef

可以使用前置声明的情形

1、以指针或引用的形式来引用类型

class A;
class B
{
    A *pa;//ok
    A &ra;//ok

    A * f(const A * pa);//ok
    A & f(const A & pa);//ok

};

2、友元

class A;
class B
{
    friend A; //ok
    friend class A;//ok

};

3、typedef

class C
{
public:
    typedef int Aint;
};
class D
{
    C::Aint * a_ ; //ok VC6.0 Qt都支持
};

4、做返回值或者参数

class A;
class B
{
    void f(A a);//ok

    A g();//ok
};

不可以使用前置声明的情形

1、使用完整的类来引用

class A;
class B
{
    //A a; //error

};

2、被当做父类

class E;
class F: public E  //error VC6.0--'E': base class undefined  Qt5.6-invalid use of incomplete of 'class C'
{};

前置声明与作用域

1、in namespace

namespace somewhere
{
    class G;
}
class H
{
    somewhere::G * pa_;    //OK
};

2、in class

#include<vector>
using namespace std;
//...
namespace ns1
{
    class K
    {
        typedef vector<int> IntArray;
    };
}
class L
{
    void f(const ns1::K::IntArray & ary); //ok
};