如何在模板类头中使用前向声明修复 C++ 循环依赖

Question

在我的面向应用的对象课程中，出于教学目的，我们被要求在不使用 STL 或 cstring 中的任何字符串操作函数的情况下开发一个功能齐全的 C++ 应用程序（稍后将涉及用于 GUI 的 SDL）。

在重新开发简单的字符串和列表容器层次类时，我遇到了循环依赖问题。以前，我使用前向声明解决了这些问题。然而，这一次，事情并没有按预期进行，这个问题让我忙了几个晚上。

这是我遇到的问题的简单 UML 图。

每个类都有自己的.cpp 和.hpp 文件，除了BaseListItemNotFoundException 我在BaseList 类声明上方使用using 声明。

class BaseListItemNotFoundException: BaseException {
    using BaseException::BaseException;
};

即使这没有添加任何附加信息（恕我直言），让我准确地说 BaseList 和 HeplList 类实际上是使用 .ipp 和 .hpp 定义的模板类。

我省略了一些其他涉及的类，以将环境限制为一个最小的工作示例（迭代器和 Cell 通用类层次结构用作列表的有效负载）。为清楚起见，已删除使用 define 和 ifndef 条件的标头保护。

以下是文件的片段：

BaseList.hpp:

#include <cstddef>
#include <iostream>
#include "Cell.hpp"

class HeplString; // Forward declaration

#include "BaseException.hpp"
class BaseListItemNotFoundException: BaseException {
    using BaseException::BaseException;
};

template<class T>
class BaseList {
    // code
};

HeplList.hpp:

#include <cstddef>
#include "BaseList.hpp"
#include "Cell.hpp"

template<class T>
class HeplList : public BaseList<T> {
    // code
};

#include "HeplList.ipp"

HeplString.hpp:

#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <ostream>
#include <fstream>
#include "HeplList.hpp"

class HeplString {
    // code
};

BaseException.hpp:

#include "HeplString.hpp"
#include "BaseList.hpp"

class BaseException {
    // code
};

这个例子的主要问题是这样的错误：

src/tests/../BaseException.hpp:9:20: error: field ‘msg’ has incomplete type ‘HeplString’
         HeplString msg;
                    ^~~
In file included from src/tests/../HeplList.hpp:5,
                 from src/tests/../HeplString.hpp:9,
                 from src/tests/test.cpp:2:
src/tests/../BaseList.hpp:9:7: note: forward declaration of ‘class HeplString’
 class HeplString;
       ^~~~~~~~~~

我不明白我在这里做错了什么。阅读其他类似的问题并没有帮助。

如果需要，可以在这里找到我的 git 存储库以及完整代码：https://github.com/wget/hepl-2-cpp

Answer 1

• 将#include "BaseException.hpp" 添加到BaseList.hpp
• 将#include "HeplList.hpp" 添加到HeplString.cpp
• 将前向声明template<class T> class HeplList; 添加到HeplString.hpp
• 现在，您可能需要修改一些不包括 BaseList.hpp 标头的其他类，因为它们依赖标头 HeplString.hpp 为它们执行此操作。