C++ 两个类模板方法相互引用（不是组合）

Question

我在我的 C++ 程序中遇到了一些设计障碍，因为需要两个不同的 header 文件来相互引用。通常这里会使用前向声明，但由于两个 classes 都使用模板 functions/constructors 不能使用前向声明，因为需要使用两个 classes 的 methods/variables。

例如考虑以下场景（这是伪代码作为示例，它 may/may 无法编译。objects 代表我的实际应用程序，所以如果需要重新设计，那么我'我喜欢了解我做错了什么的设计哲学）

// Application.hpp
#include <Assets.hpp>
#include <Logger.hpp>

class Application {
public:
    
    // Some brilliant code here ...
    Logger myLogger;

    template <int someArrayLen> Application(std::array<int, someArrayLen> myArr, SomeOtherTypes someOtherStuff) : myLogger(stuffHere) {
        mainAssets = new Assets(myArr);
    }

    ~Application(); // Assume this is implemented in Application.cpp and has delete mainAssets;
};

extern Application* mainApp; // Assume Application* mainApp = nullptr; in Application.cpp

// Assets.hpp
// #include <Application.hpp> ???? The issue lies here

class Assets {
private:
    // Random data structures/stuff for holding shaders/textures/etc

protected:
    
    template <int someArrayLen> Assets(std::array<int, someArrayLen> myArr) {
        if (!shadersSupported()) {
            // Main app is an unknown symbol
            mainApp->myLogger->error("Your GPU is too old/whatever!");
        }

        // Random code for loading assets based on my template stuff
    }

    friend class Application;

public:
    // Get assets/whatever here
};

extern Assets* mainAssets; // Assume Assets* mainAssets = nullptr; in Assets.cpp

如何修复有关 mainApp 是未知符号的编译错误？任何 feedback/help 不胜感激，谢谢！

我已经查看了以下所有问题，但 none 解决了这个独特的场景：

two classes referencing each other
- 这个问题没有使用模板，因此可以使用前向声明，因为 headers
- 这个问题的解决方案不能使用，因为这里编译器无法计算出要分配多少内存，而在我的问题中，问题不在于编译器混淆了分配多少，而是什么供参考
Two template classes being composed of a member of each other
- 这个问题解决了我的应用程序没有的循环依赖的设计缺陷，两个 classes 都是全局存储的，它们只是在相互引用的单独构造函数中实例化。
Two classes that refer to each other
- 这个问题提供了前向声明作为解决方案，由于需要在模板函数定义中使用 class methods/constructors，所以不能在这里使用。

我也已经考虑过以下内容：

尝试从 std::array 更改为指针，这行不通，因为我的资产构造函数确实依赖于数组的长度。
尝试从 std::array 更改为 std::vector，我想坚持聚合初始化以便可以在编译时完成，我相信 vectors/lists 对这个来说太重了.

Answer 1

前向声明确实可以解决您的问题。关键是函数模板可以不在行中定义（即不在您的 class ... { }; 声明中）legally. The same can be achieved for arbitrary functions using the inline keyword.

现在要解决您的具体问题，只需将 Application.hpp 拆分为 Applicaton_fwd.hpp 和 Application.hpp - 类似于 iosfwd。 Application_fwd.hpp 包含几乎所有代码，Application.hpp 在定义 Application::Application 函数模板之前包含 Application_fwd.hpp 和 Assets.hpp（就像您在 *.cpp 文件).

在Assets.hpp中只要不使用构造函数就可以直接使用Application_fwd.hpp。如果您还在 Assets.hpp 中使用 Application 构造函数，事情会变得有点复杂，因为您需要非常仔细地考虑所有可能的包含场景（即，每次您的 headers 由他们自己或用户包含）以确保它按照您需要的顺序解析，而不会引起守卫的麻烦。

你可以看到它的实际效果here

C++ 两个类模板方法相互引用（不是组合）

C++ Two Classes Template Methods Reference (Not Compose) Each Other

c++

oop

design-patterns

forward-declaration

C++ 两个 类 模板方法相互引用（不是组合）

C++ Two Classes Template Methods Reference (Not Compose) Each Other

c++

oop

design-patterns

forward-declaration

C++ 两个类模板方法相互引用（不是组合）