std::vector 的不完整类型

Posted 2023-02-21

【中文标题】std::vector 的不完整类型

【英文标题】：Incomplete type for std::vector

【发布时间】：2014-07-21 22:51:59

【问题描述】：

当我尝试以下操作时，GCC 编译器会报错（见下文）。 class Face 需要不完整，因为它包含指向 class Element 的指针，它同样包含指向 class Face 的指针。换句话说，类之间存在循环依赖。我该如何解决？

错误：“sizeof”对不完整类型“Face”的无效应用

class Face; // needs to be incomplete

class Element

    std::vector < std::unique_ptr <Face> > face;
;

class Face

    std::vector < std::unique_ptr <Element> > elm;
;

【问题讨论】：

您可能想阅读以下内容：home.roadrunner.com/~hinnant/incomplete.html

@stefan ：查看类型之间的循环依赖关系。不过，这个原因可能已在问题中突出显示。

您可以将不完整类型与共享指针和原始指针一起使用。

您遇到的错误是什么？我在我的 mac 上编译了你的代码，我没有收到任何错误。

你在什么版本的 gcc 和什么代码上遇到了什么错误？我无法复制...

【参考方案1】：

解决此问题的一种方法是声明 Element 和 Face 的析构函数和构造函数，但不在标头中定义它们。 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的答案中找到：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（以获得它的大小）。但是如果 Element 和 Face 的析构函数是自动生成的，那么它会默认内联：使用 Element 和 Face 实例的代码将被强制知道这两种类型的大小，以便它们的析构函数可以调用 unique_ptr 析构函数，该析构函数可以调用 delete与指针关联的类型。

我给出的解决方案将确保 unique_ptr 的构造和销毁在单独的 cpp 中进行。它们不会被内联，但它们仍然可以由使用 Element 和 Face 的代码调用。 unique_ptrs 的析构函数代码将在定义 Element 和 Face 析构函数的 cpp 中，因此在这些 cpp 中将需要两者的定义。

以你为例：

//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 header/cpp 对中，它仍然是相同的解决方案。但是，您必须做更多的前向声明，并且定义构造/销毁的 cpp 文件必须包含所有必要的标头：

//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; 

【讨论】：

如果Face和Element有自己的头文件和cpp文件怎么办？

@Shibli 相同的答案，但是你只需要前向声明 Face 的 Element 和 Element 的 Face 。我将添加一个示例。

"但是如果Element和Face的析构函数是自动生成的，那么默认是内联的：t" 是的，确实。但是为什么它们是内联的呢？