如何初始化具有循环引用的const成员变量

Question

例如，我有两个类。

class Foo;
class Bar;

class Foo {
  const Bar &m_bar;
  ...
};

class Bar {
  const Foo &m_foo;
  ...
};

让foo成为Foo的对象，bar成为Bar的对象。是否有任何方法（正常或“黑客”）可以创建/初始化foo和bar，使它们的成员m_bar和m_foo相互引用（我的意思是foo.m_bar 是 bar，bar.m_foo 是 'foo'）？

允许添加任何成员到Foo和Bar，添加它们的父级，使它们成为模板等。

- Loom

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你可能需要重新考虑你的设计。尽可能避免循环依赖。 - David Rodríguez - dribeas

我想这本身就是一个有趣的理论问题。实际上，我相信类之间的循环引用是存在的。看看这个答案。 - Loom

当您使用引用创建循环依赖关系时，实际上是在声明它们两者都无法独立存在。借用链接问题中的例子：一个人不能没有宠物，宠物也不能没有主人。我并不是说这种设计没有意义，只是在大多数情况下这不是您想要的。 - David Rodríguez - dribeas

由于在服务启动时从文件加载了大量的“foo”和“bar”，因此添加了“const”。因此，它们之间的关系是不可改变的。希望确保任何事物都不能改变它们。 - Loom

Answer 1

什么是foo和bar的联系？如果它们具有外部链接，您可以这样写：

extern Foo foo;
extern Bar bar;

Foo foo( bar );
Bar bar( foo );

（我在这里假设是构造函数设置参数的引用。）

当然，这假定了命名空间作用域和静态生存期（但匿名命名空间也可以）。

如果它们是类成员，也没有问题：

class Together
{
    Foo foo;
    Bar bar;
public:
    Together() : foo( bar ), bar( foo ) {}
};

如果它们是局部变量（没有绑定），我认为没有解决方法。

编辑：

实际上，局部变量有一个简单的解决方案：只需要定义一个具有其成员的本地类，并使用它。

- James Kanze

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我认为没有不涉及原地 new 和可能导致未定义行为的解决方案（例如 aligned_storage<sizeof(Foo)>::type f_; Foo& f = reinterpret_cast<Foo&>(f_); Bar b(f); new(&f) Foo(b);）。 - dyp

在这些解决方案中，使用构造函数中的引用可能会引发未定义行为。 - dyp

我认为union会成为未定义行为，因为一次只能有一个成员处于活动状态。 - dyp

@DyP 这是不言而喻的。除了取地址或用它来初始化另一个引用之外，任何对该引用的使用都会导致未定义的行为，直到所引用的对象完全构造出来。 - James Kanze

@DyP 但是调用构造类成员的成员函数会使该成员变为活动状态。只要您不尝试对其进行任何操作，除了获取其地址或使用它来初始化另一个引用，您就可以引用非活动成员。 - James Kanze

Answer 2

如果我正确理解您的问题，这是行不通的，因为要创建一个对象Bar，您需要Foo，反之亦然。您不能使用引用，而应该使用指针。在这种情况下，您可以分别创建两个对象，然后将Bar设置为Foo，将Foo设置为Bar。

class Foo
{ 
public:
   Foo();
   void setBar( const Bar* bar ){ _bar = bar; }

private:
   const Bar* _bar;
}
// class Bar analog to Foo


void xxx:something(void)
{
   Foo* f = new Foo;
   Bar* b = nee Bar;
   f->setBar(b);
   b->setBar(f);
   ...
}

- Teh Suu