详细说明C++编译的编写及其代码问题

为每一个软件行业的从业人员，无论是开发人员、项目经理、还是测试人员，也要不断适应这个趋势，我认为C++编译只会使我们的工作更简单和更轻松，希望本文能教会你更多东西。

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如果这是你购买的库的设计问题，你对它无计可施（除了换一个更好的库），但你可以将你自己的代码组织得更好一些，以求得将修改代码后的重新编译工作降到最少。这样的设计会更好，更有可维护性，因为它们展示了更好的概念上的分离。

看看这个典型的面向对象的C++编译程序例子：

 
 

  
  
class Shape {  
  
  
 
  
  
    public:     // 使用Shapes的用户的接口  
  
  
 
  
  
        virtual void draw() const;  
  
  
 
  
  
        virtual void rotate(int degrees);  
  
  
 
  
  
        // ...  
  
  
 
  
  
    protected:  // common data (for implementers of Shapes)  
  
  
 
  
  
        Point center;  
  
  
 
  
  
        Color col;  
  
  
 
  
  
        // ...  
  
  
 
  
  
    };  
  
  
 
  
  
   
  
  
 
  
  
    class Circle : public Shape {  
  
  
 
  
  
    public:   
  
  
 
  
  
        void draw() const;  
  
  
 
  
  
        void rotate(int) { }  
  
  
 
  
  
        // ...  
  
  
 
  
  
    protected:  
  
  
 
  
  
        int radius;  
  
  
 
  
  
        // ...  
  
  
 
  
  
    };  
  
  
 
  
  
   
  
  
 
  
  
    class Triangle : public Shape {  
  
  
 
  
  
    public:   
  
  
 
  
  
        void draw() const;  
  
  
 
  
  
        void rotate(int);  
  
  
 
  
  
        // ...  
  
  
 
  
  
    protected:  
  
  
 
  
  
        Point a, b, c;  
  
  
 
  
  
        // ...  
  
  
 
  
  
    };   
 
 

设计思想是，用户通过Shape的public接口来操纵它们，而派生类（例如Circle和Triangle）的实现部分则共享由protected成员表现的那部分实现（implementation）。这不是一件容易的事情：确定哪些实现部分是对所有的派生类都有用的，并将之共享出来。

因此，与public接口相比，protected成员往往要做多得多的改动。举例来说，虽然理论上“中心”(center)对所有的图形都是一个有效的概念，但当你要维护一个三角形的“中心”的时候，是一件非常麻烦的事情——对于三角形，当且仅当它确实被需要的时候，计算这个中心才是有意义的。#t#

protected成员很可能要依赖于实现部分的细节，而Shape的用户（译注：user此处译为用户，指使用Shape类的C++编译，下同）却不见得必须依赖它们。举例来说，很多（大多数？）使用Shape的代码在逻辑上是与“颜色”无关的，但是由于Shape中“颜色”这个定义的存在，却可能需要一堆复杂的头文件，来结合操作系统的颜色概念。

当protected部分发生了改变时，使用Shape的代码必须重新编译——即使只有派生类的实现部分才能够访问protected成员。于是，基类中的“实现相关的信息”(information helpful to implementers)对用户来说变成了象接口一样敏感的东西，它的存在导致了实现部分的不稳定，用户代码的无谓的重编译（当实现部分发生改变时），以及将头文件无节制地包含进用户代码中（因为“实现相关的信息”需要它们）。有时这被称为“脆弱的基类问题”(brittle base class problem)。

一个很明显的解决方案就是，忽略基类中那些象接口一样被使用的“实现相关的信息”。换句话说，使用接口，纯粹的接口。也就是说，用抽象基类的方式来表示接口：

 
 

  
  
class Shape {  
  
  
 
  
  
    public:     //使用Shapes的用户的接口  
  
  
 
  
  
        virtual void draw() const = 0;  
  
  
 
  
  
        virtual void rotate(int degrees) = 0;  
  
  
 
  
  
        virtual Point center() const = 0;  
  
  
 
  
  
        // ...  
  
  
 
  
  
   
  
  
 
  
  
        // 没有数据  
  
  
 
  
  
    };  
  
  
 
  
  
   
  
  
 
  
  
    class Circle : public Shape {  
  
  
 
  
  
    public:   
  
  
 
  
  
        void draw() const;  
  
  
 
  
  
        void rotate(int) { }  
  
  
 
  
  
        Point center() const { return center; }  
  
  
 
  
  
        // ...  
  
  
 
  
  
    protected:  
  
  
 
  
  
        Point cent;  
  
  
 
  
  
        Color col;  
  
  
 
  
  
        int radius;  
  
  
 
  
  
        // ...  
  
  
 
  
  
    };  
  
  
 
  
  
   
  
  
 
  
  
    class Triangle : public Shape {  
  
  
 
  
  
    public:   
  
  
 
  
  
        void draw() const;  
  
  
 
  
  
        void rotate(int);  
  
  
 
  
  
        Point center() const;  
  
  
 
  
  
        // ...  
  
  
 
  
  
    protected:  
  
  
 
  
  
        Color col;  
  
  
 
  
  
        Point a, b, c;  
  
  
 
  
  
        // ...  
  
  
 
  
  
    };   
 
 

现在，用户对C++编译与派生类的实现部分的变化之间的关系被隔离了。我曾经见过这种技术使得编译的时间减少了几个数量级。

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