模板类的定义和紧耦合的两个类如果解决声明问题

前天晚上看了下数据结构的C++描述版，然后就动手写了个链表的类，用到了类模板，我是这样定义的，类ChainNode和Chain分别表示链表 的节点和链表本身，两个类的声明放在名为chain.h的头文件中，而又加了一个名为chain.cpp的源文件来实现这两个类中的方法。因为是最基本的 链表操作，所以很快就写完了，然后在main函数里面加了几天测试代码，编译链接。这时候问题来了，两个类里面的方法都链接报错，说是找不到实现，这让我 很奇怪，因为我明明在chain.cpp里面都有实现，为什么找不到，一开始我考虑到是否是因为在我实现的时候语法不对，因为我知道使用模板类和普通类不 同，有很多要注意的地方，例如实现方法Search时，不能写成：

bool Chain::Search(int i, T& x) {}

而是要写成：

template

bool Chain::Search(int i, T& x) {}

于 是把C++ primer又翻出来，看了类模板，确保实现的时候语法是正确的，但是看来看去也没有发现什么问题，编译的时候总是报错找不到实现。于是我修改了 chain.cpp，故意在里面加入了明显错误的代码，但是即使这样，编译chain.cpp仍然不报错，于是我怀疑难道是chain.cpp没有被加入 到工程以至于没有被编译？又查了半天，排除了这个可能，然后我就郁闷了，到底是怎么回事呢，没道理啊。后来Google了一把，总算找到了原因，那篇文章 是这样解释的：

因为在编译时模板并不能生成真正的二进制代码，而是在编译调用模板类或函数的CPP文件时才会去找对应的模板声明和 实现，在这种情况下编译器是不知道实现模板类或函数的CPP文件的存在，所以它只能找到模板类或函数的声明而找不到实现，而只好创建一个符号寄希望于链接 程序找地址。但模板类或函数的实现并不能被编译成二进制代码，结果链接程序找不到地址只好报错了。

在C++编程思想里的第15章，模板与容器类，有这么一段解释：

甚至是在定义非内联函数时，模板的头文件中也会放置所有的声明和定义。这似乎违背了通常的头文件规则：“不要在分配存储空间前放置任何东西”，这条规则是为 了防止在连接时的多重定义错误。但模板定义很特殊。由template<>处理的任何东西都意味着编译器在当时不为它分配存储空间，它一直处 于等待状态直到被一个模板实例告知。在编译器和连接器的某一处，有一机制能去掉指定模板的多重定义。所以为了容易使用，几乎总是在头文件中放置全部的模板 声明和定义。
有时，也可能为了满足特殊的需要（例如，强制模板实例仅存在于一简单的 Windows DLL文件中）而要在一个独立的C P P文件中放置模板的定义。大多数编译器有一些机制允许这么做，那么我们就必须检查我们特定的编译器说明文档以便使用它。

看到这些解释，我就明白了，把Chain的定义放在chain.cpp里面是没用的，确实会导致链接的时候找不到定义。

今 天上午看C++编程思想，在第三章看到一段话，让我想起以前遇到的一个问题，有一次，碰到了这种情况，有两个类：ClassA和 ClassB，ClassA中有一个成员变量是ClassB，同样，ClassB中也有个成员变量是ClassB。ClassA和ClassB在同一头文 件中声明，这时问题就来了，如果先声明ClassA，那么就会报错，说ClassB找不到，而如果先声明ClassB，那么也会报错，说ClassA找不 到，情况如下：

class ClassA
{
public:
ClassA();
~ClassA();

private:
ClassB m_classb;
int m_A;
};

class ClassB
{
public:
ClassB();
~ClassB();

private:
ClassA m_classa;
int m_B;
};

这 种情况下，如何解决问题？在第三章的某处，先是说明了这么做出错的原因：因为如果试图传递整个对象，那么编译器就必须知道这个对象的全部完全的定义以确定 它的大小以及如何传递它，如果编译器找不到给对象的完整定义，那么就会失败。上面正是这种情况，因为如论是先声明ClassA或者ClassB或者两者两 者都声明，但是因为都没用完整的定义，所以编译器就报错了。那么知道了问题的原因，如何解决？可以稍微修改一下，把成员变量改成指针：ClassB* m_pClassb;和ClassA* m_pClassa; 然后在前面加上声明class ClassA;class ClassB;这样就可以了。为什么？因为编译器知道如何传递一个地址，地址的大小是固定的，而不用管地址里的保存的对象类型如何，它的大小有多大。

当然从设计的角度来讲，这ClassA和ClassB这种设计肯定是很不好的，因为耦合度太高了。