涉及 std::vector 等的前向声明答案

【问题标题】：Forward declarations that involve std::vector, etc涉及 std::vector 等的前向声明
【发布时间】：2011-10-25 20:51:18
【问题描述】：

我经常使用前向声明；它们有助于避免许多#includes，缩短编译时间等等。但是如果我想在标准库中前向声明一个类呢？

// Prototype of my function - i don't want to include <vector> to declare it!
int DoStuff(const std::vector<int>& thingies);

我听说禁止/不可能转发声明 std::vector。现在this answer to an unrelated question 建议这样重写我的代码：

stuff.h

class VectorOfNumbers; // this class acts like std::vector<int>
int DoStuff(const VectorOfNumbers& thingies);

stuff.cpp

// Implementation, in some other file
#include <vector>
class VectorOfNumbers: public std::vector<int>
{
    // Define the constructors - annoying in C++03, easy in C++11
};

int DoStuff(const VectorOfNumbers& thingies)
{
    ...
}

现在，如果我在整个项目的所有上下文中都使用VectorOfNumbers 而不是std::vector<int>，一切都会好起来的，我不再需要在我的头文件中使用#include <vector>！

这种技术有很大的缺点吗？能够转发声明vector 的收益是否超过了它们？

【问题讨论】：

标签： c++ c++11 forward-declaration c++-standard-library

【解决方案1】：

如果您曾经将VectorOfNumbers 删除为std::vector<int>（并且由于您使用了公共继承，此转换是隐式的），您就进入了未定义行为的领域。这可能比人们想象的更可能是偶然发生的。

我个人从未注意到仅在需要的地方包含 vector 会显着降低编译速度，但如果您真的想隔离包含，请使用不了解底层容器类型的客户端 API 接口 (vector ) 并将 vector 包含在单个源文件中。

【讨论】：

【解决方案2】：

我不会这样做的原因：

const std::vector<int>& a = a_3rd_party_lib::get_data(); // this type is out of your control
DoStuff(a); // you cannot pass it to this function!

【讨论】：

VectorOfNumbers 不能简单地从它的底层 std::vector 类型提供一个转换 ctor 吗？
@Martin：它会复制整个事情。你不想要这个，是吗？

【解决方案3】：

您在头文件中包含<vector>。 <vector> 标头将被构建以防止多次包含，因此您只需将它包含在您需要的任何地方。

【讨论】：

这如何回答 OP 的问题？

【解决方案4】：

这适用于类的接口，但不适用于实现。如果你的类有任何vector 成员，你必须#include <vector> 否则类定义将无法编译。

【讨论】：

【解决方案5】：

您可以使用组合来代替继承：

// Implementation, in some other file
#include <vector>
class VectorOfNumbers
{
    public:

    std::vector<int>& container;

    VectorOfNumbers(std::vector<int>& in_container)
        : container(in_container)
    {
    }
};

int DoStuff(const VectorOfNumbers& thingies)
{
    std::sort(thingies.container.begin(), thingies.container.end());
    // ...
}

缺点是每次访问都需要额外的变量名。

此外，您需要将此实现放在 cpps 包含的头文件中，以便他们知道可以使用 VectorOfNumbers 做什么。

本质上，只是为您的矢量制作一个包装器。这就像PImpl 的轻量级版本（我们只关心避免头依赖，所以我们不需要完整的指针解耦）。它避免了 Mark B 和 ybungalobill 提出的问题。

但我认为这并不值得。

【讨论】：