C++类中的循环依赖关系

Circular dependency in C++ classes

本文关键字：依赖 关系 循环 C++      更新时间：2023-10-16

我对C++相对较新，并且面临循环依赖问题。有人可以帮我解决这个问题吗？

我有两个类：

class Vertex {
    string name;
    int distance;
    //Vertex path;
    int weight;
    bool known;
    list<Edge> edgeList;
    list<Vertex> adjVertexList;
public:
    Vertex();
    Vertex(string nm);
    virtual ~Vertex();
};
class Edge {
    Vertex target;
    int weight;
public:
    Edge();
    Edge(Vertex v, int w);
    virtual ~Edge();
    Vertex getTarget();
    void setTarget(Vertex target);
    int getWeight();
    void setWeight(int weight);
};

上面的代码给出了以下错误：

  • "顶点"不命名类型
  • "顶点"尚未声明
  • 在"v"之前应为"）"

如何解决此问题？

您所需要的只是在Edge类在Vertex中使用之前转发声明它：

class Edge;
class Vertex {
    string name;
    int distance;
    ...
};
class Edge { ... };

不能放置类型 Vertex 的成员而不是Vertex本身的声明，因为C++不允许递归类型。在C++的语义中，这种类型的大小需要是无限的。

当然，您可以在Vertex内放置指向Vertex的指针。

事实上，在Vertex的边缘和邻接列表中，你想要的是指针，而不是对象的副本。因此，您的代码应该像下面这样修复（假设您使用C++11，实际上您现在应该使用它）：

class Edge;
class Vertex {
    string name;
    int distance;
    int weight;
    bool known;
    list<shared_ptr<Edge>> edgeList;
    list<shared_ptr<Vertex>> adjVertexList;
public:
    Vertex();
    Vertex(const string & nm);
    virtual ~Vertex();
};
class Edge {
    Vertex target;
    int weight;
public:
    Edge();
    Edge(const Vertex & v, int w);
    virtual ~Edge();
    Vertex getTarget();
    void setTarget(const Vertex & target);
    int getWeight();
    void setWeight(int weight);
};

如果您考虑一下，实例化单个Vertex或Edge对象将实例化无限数量的更多Vertex和Edge对象，因为它们中的每一个都包含彼此的实例。

要解决此问题，您需要转发声明一个类，哪个类取决于您首先使用的类。前向声明类允许您使用指针和对它们的引用，而无需实际使用该类，而仅指向它。

此代码段应该是可编译的，但它需要一些额外的内存管理。

class Edge; // This is a forward declaration
class Vertex {
    string name;
    int distance;
    //Vertex path;
    int weight;
    bool known;
    list<Edge*> edgeList;
    list<Vertex*> adjVertexList;
public:
    Vertex();
    Vertex(string nm);
    virtual ~Vertex();
};
class Edge {
    Vertex* target;
    int weight;
public:
    Edge();
    Edge(Vertex* v, int w);
    virtual ~Edge();
    Vertex* getTarget();
    void setTarget(Vertex* target);
    int getWeight();
    void setWeight(int weight);
};

这段代码之所以可以编译，是因为类现在包含指向对象的指针，而不是对象本身。

正如BartoszKP建议的那样，您应该阅读前向声明，并且可能还需要了解有关指针和引用的更多信息。

由于您仍然遇到麻烦，我将用更多详细信息更新我的答案。我读到您现在实际上已将类拆分为两个头文件，我假设它们是Vertex.h和Edge.h.它们应该看起来像这样

顶点

class Edge;
class Vertex
{
    Edge* CreateEdge(); // Declaration of a class function
    // ...
};

边缘.h

class Vertex
class Edge
{
    // ...
};

当您想要使用它来访问其成员或创建实例时，您需要包含Edge的完整定义。基本上，您需要将每个函数的实现放在定义所有类和结构之后。最简单的方法是将函数实现放在各自的.cpp文件中。似乎您想从Vertex类中创建一个Edge对象，因此您需要在Vertex的.cpp文件中执行此操作。

顶点.cpp

#include "Vertex.h"
#include "Edge.h"
Edge* Vertex::CreateEdge()
{
    return new Edge();
}

由于在此.cpp文件中要做的第一件事是包括具有各自类定义的Vertex和Edge头文件，因此您可以根据需要完全使用 Vertex 和Edge类。

在如何组织声明和定义时，您将需要一定的顺序，如下所示

// Regarding global functions
Declaration    // void MyFunction();
Definition     // void MyFunction() { ... }
// Regarding classes and structs
Declaration    // class MyClass; - Forward declaration in another header file
Definition     // class MyClass { ... } - Definition in actual header file
// Regarding class functions
Declaration    // class MyClass { void MyFunction(); }
Definition     // void MyClass::MyFunction() { ... }
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