C++ 类之间的互相调用

这几天做C++11的线程池时遇到了一个问题，就是类A想要调用类B的方法，而类B也想调用类A的方法

这里为了简化起见，我用更容易理解的观察者模式向大家展开陈述

观察者模式：在对象之间定义一对多的依赖，这样一来，当一个对象改变状态时，依赖它的对象都会收到通知，并自动更新

观察者模式中有一个subject和observer

observer向subject注册成为一个观察者

当subject发生改变时，它通知所有的观察者

当一个observer不想作为观察者时，它会向subject发出请求，将自己从观察者中除名

注意，在这里是存在一个互相调用的

subject肯定需要知道observer的方法，这样它才能在状态发生改变时调用observer的方法通知他们

而当一个observer想要将自己从观察者中除名的时候，它需要保留一个subjet的引用，并让subject调用remove方法将自己除名

为了简化起见

在这里的类图如下

在java，我们可以这样实现

import java.util.ArrayList;
class Subject {

    public void change() {
        
         for (Observer x :observerList) { 
             x.Show();
         } 
    }

    public void register(Observer o) {
        observerList.add(o);
    }

    public void Remove(Observer o) {
        observerList.remove(o);
    }

    private ArrayList<Observer> observerList=new ArrayList<Observer>();
}

class Observer {
    public void Show() {
        System.out.println("I konw The Subject is changed");
    }

    public Observer(Subject s) {
        subject = s;
    }

    public void Remove() {
        subject.Remove(this);
    }

    private Subject subject;
}

public class Observertry {

    public static void main(String[] args) {
        Subject s = new Subject();
        Observer o = new Observer(s);
        s.register(o);
        s.change();

    }
}

运行结果

而在C++中

如果我们在main.cpp中编写出以下代码

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
class Observer;
class Subject;
class Observer
{
public:

    Observer(Subject *s)
    {
        subject = s;
    }
    void Remove(Subject *s)
    {
        s->Remove(this);
    }
    void Show()
    {
        cout << "I konw Subject is change" << endl;
    }
private:
    Subject *subject;
};
class Subject
{
public:
    void change()
    {
        for (vector<Observer*>::iterator it = observerlist.begin(); it != observerlist.end(); it++)
        {
            (*it)->Show();
        }
        
    }
    void Remove(Observer *o)
    {
        observerlist.erase(find(observerlist.begin(), observerlist.end(), o));
    }
    void Register(Observer *o)
    {
        observerlist.push_back(o);
    }
private:
    vector<Observer*> observerlist;
    
};
int main()
{
    Subject s;
    Observer o(&s);
    s.Register(&o);
    s.change();
    system("pause");
}

会发现这段代码无法编译通过

在vs2013中会有以下error

这是因为虽然有类的成员的前向声明

但你仅可以定义指向这种裂隙的指针或引用，可以声明但不能定义以这种不完全类型或者返回类型的参数

而这里你想要在Observer类里调用subject的方法，而subject是在Observer的后面声明定义的，所以无法调用subject的方法

而C++是没有对类的函数的前向声明的

所以我们要有一个方法，让我们在声明类Subject时能看到类Observer的声明

而在声明类Observer时，能看到类Subject的声明

所以我们想到将Subject和Observer分别放到两个文件中去

所以我们有了如下尝试

subject.h

#pragma once
#include "Observer.h"
#include <iostream>
#include <vector>

class Subject
{
public:
    void change();
    void Remove(Observer *o);
    void Register(Observer *o);
    std::vector<Observer*> observerlist;
};

observer.h

#pragma once
#include <iostream>
#include "Subject.h"
using namespace std;
class Subject;

class Observer
{
public:
    Observer(Subject *s);
    
    void Remove(Subject *s);
    void Show();
    Subject *subject;
};

但这一次依旧无法通过编译

因为我们这里出现了头文件的互相包含

subject.h中包含了observer.h

observer.h中包含了subject.h

所以正确的方法是把其中的一个的include放到相应的实现文件中即cpp文件中

代码如下

subject.h

#pragma once
#include "Observer.h"
#include <iostream>
#include <vector>

class Subject
{
public:
    void change();
    void Remove(Observer *o);
    void Register(Observer *o);
    std::vector<Observer*> observerlist;
};

subject.cpp

#include "Subject.h"

void Subject::change()
{
    for (vector<Observer*>::iterator it = observerlist.begin(); it != observerlist.end(); it++)
    {
        (*it)->Show();
    }
}

void Subject::Remove(Observer *o)
{
    observerlist.erase(find(observerlist.begin(), observerlist.end(), o));
}
void Subject::Register(Observer *o)
{
    observerlist.push_back(o);
}

observer.h

#pragma once
#include <iostream>

using namespace std;
class Subject;

class Observer
{
public:
    Observer(Subject *s);
    
    void Remove(Subject *s);
    void Show();
    Subject *subject;
};

observer.cpp

#include "Observer.h"
#include "Subject.h"

Observer::Observer(Subject *s)
{
    subject = s;
}

void Observer::Remove(Subject *s)
{
    s->Remove(this);
}
void  Observer::Show()
{
    cout << "I know Subject is changed" << endl;
}

我们将#include “Subject.h”放到了observer.cpp中

这样就在observer的实现中就可以看到Subject的声明,进而调用subject的Remove方法，有不会引起互相包含的问题了

运行结果如下