为什么一定要 Forward 声明一个类，并在一个头文件中包含对应的头文件

Question

您好，我注意到如果我在 .cpp 中包含头文件，那么我可以创建该头文件类的对象。就像如果我在main.cpp 中包含A.h，那么我可以在main.cpp 中写A *a;。但是，如果我在另一个头文件中包含一个头文件，然后尝试创建包含的头文件的对象，这将不起作用。喜欢，

文件B.h:

#include "A.h"
class B
{
public:
    B(){};
    A *a;
};

我必须添加 A 类的前向声明才能使其工作。为什么？

Answer 1

以下是基础知识：

• 对于任何类型A，如果你声明了A&、A*、A**、A***等类型的变量，那么编译器确实不需要知道 A 在变量声明处的完整定义。它只需要知道A 是一个类型；这就对了。所以一个前向声明就足够了：

  class A; //forward declaration
  
  class B
  {
     A * pA;  //okay - compiler knows A is a type
     A & refA;/ okay - compiler knows A is a type
  };
  

  完整的定义不是 必需，因为编译器仍然可以计算sizeof(B)，而sizeof(A*) 和sizeof(A&) 是已知的编译器，即使它不知道sizeof(A)。请注意，sizeof(A*) 只是该平台上的指针大小（通常在 32 位系统上为 4 字节，在 64 位系统上为 8 字节）。

• 对于任何类型A，如果你声明了A、A[N]、A[M]N]等类型的变量，那么编译器需要在变量声明的地方知道A类型的完整定义.在这种情况下，前向声明不够。

  class A; //forward declaration
  class B
  {
     A a;  //error - the compiler only knows A is a type
           //it doesn't know its size!
  };
  

  但这是正确的：

  #include "A.h" //which defines A
  
  class B
  {
     A a;  //okay
  };
  

  完整的定义是 必需，以便编译器可以计算sizeof(A)，如果编译器不知道A 的定义，这是不可能的。

  请注意，类的定义的意思是“类成员、它们的类型以及类是否具有虚函数的完整规范”。如果编译器知道这些，它可以计算类的大小。

了解这些基础知识后，您可以决定是否将标头包含到其他标头中，或者仅前向声明就足够了。如果前向声明就足够了，那是您应该选择的选项。 仅在它是必需时才包含标题。

但是，如果您在标头B.h 中提供A 的前向声明，那么您必须在B 的实现文件中包含头文件A.h，即B.cpp，因为在实现文件中对于B，您需要访问编译器需要A 的完整定义的A 的成员。同样，仅在您需要访问A 的成员时才包含。 :-)

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抱歉，我没有看到您回答的最后一段。令我困惑的是为什么我还需要前向声明。不包括头文件 A.h 单独提供类 A 的完整定义？ ——

我不知道头文件中有什么。此外，如果尽管包含头文件，您还需要提供前向声明，那么它暗示头文件实现不正确。我怀疑存在循环依赖：

• 确保没有两个头文件相互包含。例如，如果A.h 包含B.h，则B.h 不得直接或间接包含A.h。

• 使用前向声明和指针声明来打破这种循环依赖。逻辑非常简单。如果您不能在B.h 中包含A.h，这意味着您不能在B.h 中声明A a（因此，您还必须包含标题A.h）。所以即使你不能声明A a，你仍然可以声明A *pA，为此，A 的前向声明就足够了。这样你就打破了循环依赖。

希望对您有所帮助。