C++文件依存關系介紹

更新時間：2013年01月02日 17:22:18 作者：

如果現(xiàn)在你做的C++項目（課題）包含的文件沒有超過1000個，你可以選擇略過此文，不過建議繼續(xù)瀏覽

如果你覺得重新編譯文件的時間很短或者時間長一點無所謂，反正需要重新編譯，那么你也可以選擇略過此文，不過也建議瀏覽。
如果你想學習或者關心這塊內(nèi)容，那么此文必定會給你帶來收獲。
首先我不給出依存關系的定義，我給出一個例子。

 class Peopel{
 public:
     People(const std::string & name,const Date& brithday,Image Img)
     std::string name( ) const;
     Date birthDate( ) const;
     Image img( ) const;
     ...
 private:
     std::string theName;               //名字
     Date theBirthDate;                 //生日
     Image img;                         //圖片
 };

如果編譯器沒有知道類string,Date和Image的定義，class People是無法通過編譯的。一般該定義式是由#include包含的頭文件所提供的，所以一般People上面有這些預處理命令

復制代碼代碼如下:

  #include <string>
  #include "date.h"
  #inblude "image.h"
 class Peopel{
 public:
     People(const std::string & name,const Date& brithday,Image Img)
     std::string name( ) const;
     Date birthDate( ) const;
     Image img( ) const;
     ...
 private:
     std::string theName;               //名字
     Date theBirthDate;                 //生日
     Image img;                         //圖片
 };

那么這樣People定義文件與該三個文件之間就形成了一種編譯依存關系。如果這些頭文件任何一個文件被改變，或這些頭文件所依賴其他頭文件任何改變，那么每一個包含People類的文件就需要重新編譯，使用People類文件也需要重新編譯。想想如果一個項目包含一個上千的文件，每個文件包含其他幾個文件，依次這樣下來，改動一個文件內(nèi)容，那么就需要幾乎重新編譯整個項目了，這可以說很槽糕了。

我們可以進行如下改動

復制代碼代碼如下:

 namespace std {
     class string;
 }
 class Date;
 class Image;

 class Peopel{
 public:
     People(const std::string & name,const Date& brithday,Image& Img)
    std::string name( ) const;
    Date birthDate( ) const;
    Image img( ) const;
    ...
private:
    std::string theName;                //名字
    Date theBirthDate;                 //生日
    Image img;                         //圖片
};

這樣只有People該接口被改變時才會重新編譯，但是這樣有連個問題，第一點string不是class，它是個typedef basic_string<char> string。因此上述前置聲明不正確（附其在stl完全代碼）；，正確的前置聲明比較復雜。其實對于標準庫部分，我們僅僅通過#include預處理命令包括進來就可以了。

復制代碼代碼如下:

#ifndef __STRING__
#define __STRING__

#include <std/bastring.h>

extern "C++" {
typedef basic_string <char> string;
// typedef basic_string <wchar_t> wstring;
} // extern "C++"

#endif

前置聲明還有一個問題，就是編譯器必須在編譯期間知道對象的大小，以便分配空間。
例如：

復制代碼代碼如下:

  int main(int argv,char * argc[ ])
    {
        int x;
        People p( 參數(shù) );
        ...
    } 

當編譯器看到x的定義式，它知道必須分配多少內(nèi)存，但是看到p定義式就無法知道了。但是如果設置為指針的話，就清楚了，因為指針本身大小編譯器是知道的。

復制代碼代碼如下:

#include <string>
#include <memory>

class PeopleImpl;
class Date;
class Image;
class People{
public:
   People(const std::string & name, const Date& brithday, const Image &Img);
   std::string name( ) const;
   Date birthDate( ) const;
   Imge img( ) const;
   ...
private:
   PeopleImpl * pImpl;
}

PeopleImpl包含下面這三個數(shù)據(jù)，而People的成員變量指針指向這個PeopleImpl，那么現(xiàn)在編譯器通過People定義就知道了其分配空間的大小了，一個指針的大小。

復制代碼代碼如下:

 public PeopleImpl
 {
     public:
         PeopleImple(...)
         ...
     private:
         std::string theName;                //名字
         Date theBirthDate;                 //生日
         Image img;                         //圖片
｝

這樣，People就完全與Date、Imge以及People的實現(xiàn)分離了上面那些類任何修改都不需要重新編譯People文件了。另外這樣寫加強了封裝。這樣也就降低了文件的依存關系。
這里總結下降低依存性方法：

1.如果可以類聲明就不要使用類定義了。
2.將數(shù)據(jù)通過一個指向該數(shù)據(jù)的指針表示。
3.為聲明式和定義式提供不同的頭文件。
　　這兩個文件必須保持一致性，如果有個聲明式被改變了，兩個文件都得改變。因此一般會有一個#include一個聲明文件而不是前置聲明若干函數(shù)。
　　像People這樣定

復制代碼代碼如下:

 #include "People.h"
 #include "PeopleImpl.h"

 People::People(const std::string& name, const Date& brithday, const Image& Img)
 :pImpl(new PersonImpl(name,brithday,addr))
 { }
 std::string People::name( ) const
 {
     return pImpl->name( );
 }

而另外一種Handle類寫法是令People成為一種特殊的abstract base class稱為Interface類?？吹絠nterface這個關鍵字或許熟悉C#、java的同學可能已經(jīng)恍然大悟了。這種接口它不帶成員變量，也沒有構造函數(shù)，只有一個virtual析構函數(shù)，以及一組純虛函數(shù)，用來表示整個接口。針對People而寫的interface class看起來是這樣的。

復制代碼代碼如下:

 class People{
 public:
     virtual ~People( );
     virtual std::string name( ) const = 0;
     virtual Date brithDate( ) const =0;
     virtual Image address( ) const =0;
     ...
 };

怎么創(chuàng)建對象呢？它們通常調(diào)用一個特殊函數(shù)。這樣的函數(shù)通常稱為工廠函數(shù)或者虛構造函數(shù)。它們返回指針指向動態(tài)分配所得對象，而該對象支持interface類的接口。

復制代碼代碼如下:

   class People {
     public:
         ...
         static People* create(const std::string& name,const Date& brithday, const Image& Img);
     };

支持interface類接口的那個類必須定義出來，而且真正的構造函數(shù)必須被調(diào)用

復制代碼代碼如下:

 class RealPeople:public People{
 public:
     RealPeople(const std::string& name,const Date& birthday,const Image& Img)
     :theName(name),theBrithDate(brithday),theImg(Img)
 {}
     virtual ~RealPeople() { }
     std::string name( ) const;
     Date birthDate( ) const;
     Image img( ) const;
 private:
     std::string theName;
     Date theBirthDate;
     Image theImg;
 }

有了RealPeople類，我們People::create可以這樣寫

復制代碼代碼如下:

 People* People::create(const std::string& name, const Date& birthday, const Image& Img)
 {
     return static_cast<People *>(new RealPerson(name,birthday,Img));
 }

Handle類與interface類解除了接口和實現(xiàn)之間的耦合關系，從而降低了文件間的編譯依存性。但同時也損耗了一些性能與空間。