有关“类前置声明”和“包含头文件”的相关问题

首先，文章主要内容是通过学习其它博客的总结。 

　　以前一直没有注意过这方面的问题，总是认为.cpp中有新引入的类时，只要将其头文件在.h文件前端引入即可。这种做法比.h文件中前置声明引入类，.cpp文件中引入头文件的方式方便很多。但实际上，这是非常不好的习惯，因为这种方式会影响编译效率。

　　对类做前置声明（forward declaration）会告诉编译器，我们用到的这些类已经存在了，并且不需要知道这些类的完整定义。我们为什么要这样做，而不是将它们的头文件包含进来呢？这主要是由于在程序下文中，我们只是简单的定义了指向这些类的对象的指针，而并没有涉及到该类的其他方面。(如果有使用类的相关成员，那么单单做类的前置声明是编译不过的)

　　这样做的好处：

　　一 避免了头文件被其他文件多次包含，尤其是在头文件中包含头文件时，容易造成重复包含和产生包含顺序问题，并且增大了文件的体积；

　　二 提高了编译速度，因为编译器只需知道该类已经被定义了，而无需了解定义的细节。

　　三 在增量编译时会减少编译文件数量。如：在头文件h1中包含头文件h2，那么如果h2有一点改动时，编译器认为h1同样有改动，所以编译文件数量会有增加。

　　尽量不要在头文件中包含另外的头文件

　　一种好的编程风格是，尽量在头文件中使用类前置声明程序下文中要用到的类，实在需要包含其它的头文件时，可以把它放在我们的类实现文件中。

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如下转自：http://blog.csdn.net/clever101/archive/2009/10/31/4751717.aspx

对前置声明和包含头文件使用情况分析：

　　类的前置声明（forward declaration）和包含头文件（#include）的区别常常会迷惑我们，特别是涉及两个类相互包含的时候。因此我们有必要搞清楚二者的区别以及二者的适用场合。

　　首先我们需要问一个问题是：为什么两个类不能互相包含头文件？所谓互相包含头文件，我举一个例子：我实现了两个类：图层类CLayer和符号类CSymbol，它们的大致关系是图层里包含有符号，符号里定义一个相关图层指针，具体请参考如下代码（注：以下代码仅供说明问题，不作为类设计参考，所以不适宜以此讨论类的设计，编译环境为Microsoft Visual C++ 2005,，Windows XP + sp2，以下同）：

现在开始编译，编译出错，出错信息如下：

1>正在编译...

1>TestUnix.cpp

1>f:\mytest\mytest\src\testunix\symbol.h(14) : error C2143: 语法错误: 缺少“;”(在“*”的前面)

1>f:\mytest\mytest\src\testunix\symbol.h(14) : error C4430: 缺少类型说明符- 假定为int。注意: C++ 不支持默认int

1>f:\mytest\mytest\src\testunix\symbol.h(14) : error C4430: 缺少类型说明符- 假定为int。注意: C++ 不支持默认int

1>Layer.cpp

1>f:\mytest\mytest\src\testunix\symbol.h(14) : error C2143: 语法错误: 缺少“;”(在“*”的前面)

1>f:\mytest\mytest\src\testunix\symbol.h(14) : error C4430: 缺少类型说明符- 假定为int。注意: C++ 不支持默认int

1>f:\mytest\mytest\src\testunix\symbol.h(14) : error C4430: 缺少类型说明符- 假定为int。注意: C++ 不支持默认int

1>Symbol.cpp

1>f:\mytest\mytest\src\testunix\layer.h(18) : error C2143: 语法错误: 缺少“;”(在“*”的前面)

1>f:\mytest\mytest\src\testunix\layer.h(18) : error C4430: 缺少类型说明符- 假定为int。注意: C++ 不支持默认int

1>f:\mytest\mytest\src\testunix\layer.h(18) : error C4430: 缺少类型说明符- 假定为int。注意: C++ 不支持默认int

 

　　现在让我们分析一下编译出错信息（我发现分析编译信息对加深程序的编译过程的理解非常有好处）。首先我们明确：编译器在编译文件时，遇到＃include   "x.h"时，就打开x.h文件进行编译，这相当于把x.h文件的内容放在#include   "x.h"处。编译信息告诉我们：它是先编译TestUnix.cpp文件的，那么接着它应该编译stdafx.h，接着是Layer.h，如果编译Layer.h，那么会编译Symbol.h，但是编译Symbol.h又应该编译Layer.h啊，这岂不是陷入一个死循环？ 呵呵，如果没有预编译指令，是会这样的，实际上在编译Symbol.h，再去编译Layer.h，Layer.h头上的那个#pragma once就会告诉编译器：老兄，这个你已经编译过了，就不要再浪费力气编译了！那么编译器得到这个信息就会不再编译Layer.h而转回到编译Symbol.h的余下内容。当编译到CLayer *m_pRelLayer;这一行编译器就会迷惑了：CLayer是什么东西呢？我怎么没见过呢？那么它就得给出一条出错信息，告诉你CLayer没经定义就用了呢？在TestUnix.cpp中#include "Layer.h"这句算是宣告编译结束（呵呵，简单一句弯弯绕绕不断），轮到#include "Symbol.h"，由于预编译指令的阻挡，Symbol.h实际上没有得到编译，接着再去编译TestUnix.cpp的余下内容。

　　当然上面仅仅是我的一些推论，还没得到完全证实，不过我们可以稍微测试一下，假如在TestUnix.cpp将#include "Layer.h"和#include "Symbol.h"互换一下位置，那么会不会先提示CSymbol类没有定义呢？实际上是这样的。当然这个也不能完全证实我的推论。

　　照这样看，两个类的互相包含头文件肯定出错，那么如何解决这种情况呢？一种办法是在A类中包含B类的头文件，在B类中前置盛明A类，不过注意的是B类使用A类变量必须通过指针来进行。通过分析这个实际上我们可以得出前置声明和包含头文件的区别。