C++中的循环依赖问题

Question

C++中的循环依赖问题

c++design-patternscircular-dependency

19

事实：

我有两个主要的类别：Manager和Specialist。
有几种不同类型的Specialist。
Specialist经常需要其他Specialist的帮助来完成工作。
Manager知道所有的Specialist，而每个Specialist最初只知道他们的Manager。（这是问题所在。）
在运行时，Manager创建并存储Specialist列表。然后Manager遍历列表并要求每个Specialist进行初始化。在它们的初始化期间，每个Specialist要求Manager提供满足某些描述的其他Specialist。完成此操作后，Manager进入循环，在此期间按顺序要求Specialists执行其专门任务。

对我来说，这似乎是一个不错的模式，但由于Manager具有Specialist列表，而Specialist具有Manager，我遇到了循环依赖问题。

这是一种应该如何从另一个类中声明存在的情况吗？（如果是这样，怎么做？）还是应该使用一些设计模式来解决这个问题？（如果是这样，应该用什么？）另外......我认为这个模式本身还可以，所以我不介意有人帮我理解为什么这是个坏事。

- JnBrymn

你能给我们展示一下你所拥有的样本，以及具体遇到了什么问题吗？ - David Thornley

我最近看到了很多类似的问题 - 这是最近的一个：http://stackoverflow.com/questions/4016471/c-circular-reference-problem - Greg Domjan

@Greg - 这些问题很相似，但是我不仅对解决循环依赖感兴趣，还想了解我使用的模式是否有缺陷。 - JnBrymn

你的情况在设计模式中非常普遍，检查观察者设计模式UML。你需要前向声明，所以也要写上它... - RoundPi

5个回答

13

这是一个审美问题，但即使没有循环依赖，前向声明通常也是头文件中包含的良好替代品(我不想在这里引发讨论)。因此，这里提供了一个示例，说明如何为您的问题应用前向声明:

在Manager.h中：

// Forward declaration:
class Specialist;

// Class declaration:
class Manager
{
    // Manager declarations go here.
    // Only pointers or references to
    // the Specialist class are used.
};

在Manager.cpp文件中：

#include "Manager.h"

#include "Specialist.h"

// Manager definitions/implementations
// using the Specialist class go here.
// Full Specialist functionality can be used.

在 Specialist.h 文件中：

// Forward declaration:
class Manager;

// Class declaration:
class Specialist
{
    // Specialist declarations go here.
    // Only pointers or references to
    // the Manager class are used.
};

在 Specialist.cpp 文件中：

#include "Specialist.h"

#include "Manager.h"

// Specialist definitions/implementations
// using the Manager class go here.
// Full Manager functionality can be used.

- Flinsch

谢谢你提供这个详细的例子，这是到目前为止唯一有用的答案！ - fuenfundachtzig

但是当没有包含Manager.h文件时，你如何在Manager.cpp中实现这些函数呢？ - akuzminykh

当然，Manager.h也包含在Manager.cpp中。我故意避免解释这个暗示。如果这不清楚或可能会导致混淆，我现在已经编辑了我的答案。 - Flinsch

1

一个选项是像你建议的那样提前声明其中一个人员：

struct specialist;

struct manager
{
    std::vector<std::shared_ptr<specialist> > subordinates_;
};

struct specialist
{
    std::weak_ptr<manager> boss_;
};

然而，如果你最终拥有更多的树形结构（其中有多个管理层），那么一个person基类也可以起到作用：

struct person
{
    virtual ~person() { }
    std::weak_ptr<person> boss_;
    std::vector<std::shared_ptr<person> > subordinates_;
};

你可以根据层次结构为不同类型的人派生特定的类。是否需要这样做取决于你打算如何使用这些类。

如果你的实现不支持std::shared_ptr，它可能支持std::tr1::shared_ptr或者你可以使用boost::shared_ptr。

- James McNellis

在这个模型中，您必须确保所有的manager指针都被包装在shared_ptr中吗？否则就没有办法验证weak_ptr是否存在了？我很好奇这一点，因为对我来说经常遇到这种情况。 - Steve Townsend

@Steve：是的。如果层次结构中只有一个类类型（例如我第二个示例中的“person”），那么这将更容易。 - James McNellis

1

这只是普通的东西。你只需要

class Manager;

在专业头部中

class Specialist;

在管理器头部

如果您正在使用shared_ptrs，您可能会发现shared_from_this很有用。（不是为了循环，而是因为它听起来您无论如何都需要它）

- pm100

1

当其他人回答核心问题时，我想指出以下内容。

在运行时，管理器创建并存储专家列表。然后，管理器遍历列表并要求每个专家进行初始化。在它们的初始化期间，每个专家都要求管理器提供满足某些描述的其他专家。完成此操作后，管理器进入循环，在此期间按顺序要求专家执行其专业任务。

我只想指出这需要一个两步骤的过程。如果管理器只知道一个专家，如何告诉专家1存在哪些专家可以执行任务B？所以你需要：

1）管理器遍历专家列表并要求他们进行身份识别。

2）管理器遍历专家列表并要求他们访问他们需要访问的专业知识，告诉他们谁可以满足他们的要求。

3）管理器遍历专家列表并告诉他们执行操作。

- jmucchiello

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Peter Alexander · Accepted Answer

在两种情况下，都需要前置声明其他类： Manager.h

class Specialist;

class Manager
{
    std::list<Specialist*> m_specialists;
};

Specialist.h

class Manager;

class Specialist
{
    Manager* m_myManager;
};

只有在需要使用类的成员函数或变量，或需要将类用作值类型等时，才需要引入该类的头文件。当您只需要指向类的指针或引用时，前向声明就足够了。

请注意，前向声明不仅用于解决循环依赖关系。应尽可能使用前向声明。如果可行，它们始终优于包含额外的头文件。