仅头文件库循环依赖

Question

我正在尝试围绕外部 C API 创建一个仅包含标头的 C++ 库。 C API 使用void * 指针作为句柄。 想法是这样的：

// resource.hpp
class Resource {
public:
    // RAII constructor, destructor, etc.
    // ...
    void do_something(const Handle & h) {
        do_something_impl( (void *) h);
    }
};

// handle.hpp
class Handle
{
public:
    Handle(size_t n, const Resource & res)
        : p_(res.allocate(n)), res_(res) {}

    // cast operation
    operator void *() const { return p_; }

private:
    void * p_;
    Resource & res_;
};

这里的问题是 (a) Handle 必须保持对 Resource 的引用，并且 (b) Resource 需要能够将 Handle 转换为 void *。不幸的是，这会导致循环依赖。

关于如何重组这个有什么想法吗？

注意：答案不是简单地“包含 xxx.hpp”或前向声明其中一个类。 这需要以某种方式重组，我只是不太明白如何。

将class Handle 作为前向声明添加到资源文件的顶部不起作用，因为(void *) 转换是资源仍然看不到的句柄定义的一部分。同样，将强制转换更改为 void * ptr() 成员函数会导致同样的问题。

将函数定义移动到 .cpp 文件也不是一个答案——它必须是仅标题。

Answer 1

嗯，这是救援的模板（再次！）：

// resource.hpp
class Resource;
template<typename TResource> class Handle;

class Resource {
public:
    // RAII constructor, destructor, etc.
    // ...
    void do_something(const Handle<Resource> & h) {
        do_something_impl( (void *) h);
    }
};

// handle.hpp
template<class TResource>
class Handle {
public:
    Handle(size_t n, const TResource & res)
        : p_(res.allocate(n)), res_(res) {}

    // cast operation
    operator void *() const { return p_; }

private:
    void * p_;
    TResource & res_;
};

Answer 2

不要将头文件包含在彼此中，而是有一个 前向声明 类。这样它们就可以用作引用或指针。

所以在resource.hpp中：

class Handle;

class Resource {
public:
    // RAII constructor, destructor, etc.
    // ...
    void do_something(const Handle & h) {
        do_something_impl( (void *) h);
    }
};

在handle.hpp中：

class Resource;

class Handle
{
public:
    Handle(size_t n, const Resource & res)
        : p_(res.allocate(n)), res_(res) {}

    // cast operation
    operator void *() const { return p_; }

private:
    void * p_;
    Resource & res_;
};

---

由于您在do_something 函数中使用了void* 类型转换运算符，因此您必须将该实现移动到单独的源文件中。在该源文件中，您可以包含两个头文件，因此可以访问所有函数。