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条约34: 将文件间的编译依赖性降至最低 这个条款不太理解

2012-07-29 
条款34: 将文件间的编译依赖性降至最低 这个条款不太理解条款34: 将文件间的编译依赖性降至最低假设某一天

条款34: 将文件间的编译依赖性降至最低 这个条款不太理解
条款34: 将文件间的编译依赖性降至最低 

假设某一天你打开自己的C++程序代码,然后对某个类的实现做了小小的改动。提醒你,改动的不是接口,而是类的实现,也就是说,只是细节部分。然后你准备重新生成程序,心想,编译和链接应该只会花几秒种。毕竟,只是改动了一个类嘛!于是你点击了一下"Rebuild",或输入make(或其它类似命令)。然而,等待你的是惊愕,接着是痛苦。因为你发现,整个世界都在被重新编译、重新链接! 

当这一切发生时,你难道仅仅只是愤怒吗? 

问题发生的原因在于,在将接口从实现分离这方面,C++做得不是很出色。尤其是,C++的类定义中不仅包含接口规范,还有不少实现细节。例如: 

class Person { 
public: 
 Person(const string& name, const Date& birthday, 
 const Address& addr, const Country& country); 
 virtual ~Person(); 

 ... // 简化起见,省略了拷贝构造 
 // 函数和赋值运算符函数 
 string name() const; 
 string birthDate() const; 
 string address() const; 
 string nationality() const; 

private: 
 string name_; // 实现细节 
 Date birthDate_; // 实现细节 
 Address address_; // 实现细节 
 Country citizenship_; // 实现细节 
}; 

这很难称得上是一个很高明的设计,虽然它展示了一种很有趣的命名方式:当私有数据和公有函数都想用某个名字来标识时,让前者带一个尾部下划线就可以区别了。这里要注意到的重要一点是,Person的实现用到了一些类,即string, Date,Address和Country;Person要想被编译,就得让编译器能够访问得到这些类的定义。这样的定义一般是通过#include指令来提供的,所以在定义Person类的文件头部,可以看到象下面这样的语句: 

#include <string> // 用于string类型 (参见条款49) 
#include "date.h" 
#include "address.h" 
#include "country.h" 

遗憾的是,这样一来,定义Person的文件和这些头文件之间就建立了编译依赖关系。所以如果任一个辅助类(即string, Date,Address和Country)改变了它的实现,或任一个辅助类所依赖的类改变了实现,包含Person类的文件以及任何使用了Person类的文件就必须重新编译。对于Person类的用户来说,这实在是令人讨厌,因为这种情况用户绝对是束手无策。 

那么,你一定会奇怪为什么C++一定要将一个类的实现细节放在类的定义中。例如,为什么不能象下面这样定义Person,使得类的实现细节与之分开呢? 

class string; // "概念上" 提前声明string 类型 
 // 详见条款49 

class Date; // 提前声明 
class Address; // 提前声明 
class Country; // 提前声明 

class Person { 
public: 
 Person(const string& name, const Date& birthday, 
 const Address& addr, const Country& country); 
 virtual ~Person(); 

 ... // 拷贝构造函数, operator= 

 string name() const; 
 string birthDate() const; 
 string address() const; 
 string nationality() const; 
}; 

如果这种方法可行的话,那么除非类的接口改变,否则Person 的用户就不需要重新编译。大系统的开发过程中,在开始类的具体实现之前,接口往往基本趋于固定,所以这种接口和实现的分离将大大节省重新编译和链接所花的时间。 


1:
谁能解释以下,为什么该了之后,就不需要重新编译?
还有
2;编译和链接做的事有什么不同啊?



[解决办法]

探讨
《Com本质论》也可以看看。从面向实现,到面向接口的编程,是C++程序员观念转变的一大步~

[解决办法]
再在仔细阅读下本条款。
Person类的接口暴露了实现细节:其类型为string, Date,Address和Country,这个接口需要包含下面的接口文件:

#include <string>
#include "date.h"
#include "address.h"
#include "country.h"
Person的改动可能的原因:
1)本身的数据表示和相关操作(成员函数)的细节。
2)由于string, Date,Address和Country的变动而引发的。
一旦发生变动,Person.cpp被编译是正常的,但这里由于暴露了实现细节,所有包含Person.h的文件都要跟着编译——浪费了编译时间。

还有一个不太让人注意的问题是:如果你Person类也作为通用类提供给其他模块使用,那么,那么使用Person类的这些模块只需要包含Person.h就可以了。不应该为Person类实现细节需要的其他库配置环境目录,因为这些使用者可能根本就没有这些库。(比如说红字部分的date.h是其他库)。

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