std::vector的不完整类型

Question

std::vector的不完整类型

c++containerssmart-pointersincomplete-type

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当我尝试以下操作时，GCC编译器会抱怨（见下文）。class Face需要是不完整的，因为它包含指向class Element的指针，而后者同样包含指向class Face的指针。换句话说，这些类之间存在循环依赖关系。我该如何解决？

错误：对不完整类型“Face”的‘sizeof’无效应用

class Face; // needs to be incomplete

class Element
{
    std::vector < std::unique_ptr <Face> > face;
};

class Face
{
    std::vector < std::unique_ptr <Element> > elm;
};

- Shibli

1

你可能想阅读这篇文章：http://home.roadrunner.com/~hinnant/incomplete.html - shuttle87

@stefan：看看类型之间的循环依赖关系。虽然这个原因可能在问题中已经被强调了。 - Csq

你可以在共享指针和裸指针中使用不完整类型。 - OMGtechy

1

你收到了什么错误？我在我的mac上编译了你的代码，没有收到任何错误。 - Spundun

你使用哪个版本的gcc编译哪段代码时出现了什么错误？我无法复现... - Marc Glisse

@MarcGlisse：我在使用gcc版本4.8.2时遇到了帖子中提到的错误。 - Shibli

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Klaim · Accepted Answer

一种解决方法是在Element和Face的声明中声明析构函数和构造函数，但不在头文件中定义它们。然后你需要在cpp文件中定义它们。

（更多技术细节可以在我的问题答案中找到：Is std::unique_ptr<T> required to know the full definition of T?）

问题的根源在于unique_ptr的析构函数需要调用delete（默认情况下），因此它需要知道类型的定义（以获得其大小）。但是，如果Element和Face的析构函数是自动生成的，则默认情况下将被内联：使用Element和Face实例的代码将被强制知道两种类型的大小，以便它们的析构函数可以调用unique_ptr的析构函数，后者可以使用与指针关联的类型调用delete。

我提供的解决方案将确保unique_ptr的构建和销毁在单独的cpp中定义。它们不会被内联，但仍可被使用Element和Face的代码调用。unique_ptrs的析构函数代码将在定义Element和Face的析构函数的cpp中，因此在这些cpp中需要定义两者的定义。

以您的示例为例：

//header
class Face; // needs to be incomplete

class Element
{
public:
    Element(); // don't define it here
    ~Element(); // don't define it here
private:
    std::vector < std::unique_ptr <Face> > face;
};

class Face
{
public:
    Face(); // don't define it here
    ~Face(); // don't define it here
private:
    std::vector < std::unique_ptr <Element> > elm;
};

// cpp 
#include "header"
// if you want the default impl (C++11)
Element::Element() = default; 
Element::~Element() = default; 

Face::Face() = default; 
Face::~Face() = default;

如果它们在不同的头文件/源文件中，解决方案仍然相同。但是，您需要进行更多的前向声明，并且定义构造/析构的cpp文件必须包括所有必要的头文件：

//element.h
class Face; // needs to be incomplete

class Element
{
public:
    Element(); // don't define it here
    ~Element(); // don't define it here
private:
    std::vector < std::unique_ptr <Face> > face;
};

////////////////////////////////////////////////////////////
// face.h
class Element; // needs to be incomplete

class Face
{
public:
    Face(); // don't define it here
    ~Face(); // don't define it here
private:
    std::vector < std::unique_ptr <Element> > elm;
};

////////////////////////////////////////////////////////////
// element.cpp 
#include "element.h"
#include "face.h" // necessary to allow the unique_ptr destructor to call delete

// if you want the default impl (C++11)
Element::Element() = default; 
Element::~Element() = default; 

////////////////////////////////////////////////////////////
// face.cpp 
#include "element.h" // necessary to allow the unique_ptr destructor to call delete
#include "face.h" 

// if you want the default impl (C++11)
Face::Face() = default; 
Face::~Face() = default;