Форвардная декларация - Forward declaration

В компьютерное программирование, а предварительная декларация это декларация из идентификатор (обозначающий объект, такой как тип, переменная, константа или функция), для которого программист еще не дал полного определение.

Это необходимо для компилятор знать определенные свойства идентификатора (размер для выделение памяти, тип данных для проверки типов, например подпись типа функций), но не другие детали, такие как конкретное значение, которое оно содержит (в случае переменных или констант) или определение (в случае функций). Это особенно полезно для однопроходные компиляторы и отдельная компиляция.

Форвардное объявление используется в языках, которые требуют объявления перед использованием; это необходимо для взаимная рекурсия в таких языках, поскольку невозможно определить такие функции (или структуры данных) без прямой ссылки в одном определении: одна из функций (соответственно, структур данных) должна быть определена первой. Также полезно обеспечить гибкую организацию кода, например, если кто-то хочет разместить основное тело наверху, а вызываемые функции - под ним.

На других языках форвардные объявления не требуются, для чего обычно требуется многопроходный компилятор и чтобы некоторая компиляция была отложена до время ссылки. В этих случаях идентификаторы должны быть определены (инициализированы переменные, определены функции) до того, как они будут использоваться в выполнении, но не нужно определять, прежде чем они будут использованы в исходном коде для компиляции или интерпретации: идентификаторы не нужно немедленно преобразовывать в существующий объект.

Примеры

Базовый пример на C:

пустота printThisInteger(int);

В C и C ++, строка выше представляет собой предварительное объявление функция и это прототип функции. После обработки этого объявления компилятор позволит программному коду ссылаться на сущность printThisInteger в остальной части программы. Определение функции должно быть где-то предоставлено (тот же файл или другой, где компоновщик должен будет правильно сопоставить ссылки на конкретную функцию в одном или нескольких объектных файлах с определением, которое должно быть уникальным, в другом) :

пустота printThisInteger(int Икс) {   printf("% d п", Икс);}

Переменные могут иметь только предварительное объявление и не иметь определения. Во время компиляции они инициализируются правилами конкретного языка (неопределенными значениями, 0, указателями NULL, ...). Переменные, которые определены в других исходных / объектных файлах, должны иметь предварительное объявление, указанное с ключевым словом внешний:

int фу; // foo может быть определено где-нибудь в этом файлевнешний int бар; // бар должен быть определен в каком-то другом файле

В Паскаль и другие Вирт языков программирования, это общее правило, что все сущности должны быть объявлены перед использованием, и, таким образом, предварительное объявление необходимо, например, для взаимной рекурсии. В C применяется то же общее правило, но за исключением необъявленных функций и неполных типов. Таким образом, в C можно (хотя и неразумно) реализовать пару взаимно рекурсивный функционирует таким образом:

int первый(int Икс) {    если (Икс == 0)        возвращаться 1;    еще        возвращаться второй(Икс-1); // пересылка ссылки на секунду}int второй(int Икс) {    если (Икс == 0)        возвращаться 0;    еще        возвращаться первый(Икс-1); // обратная ссылка на первую}

В Паскале та же реализация требует прямого объявления второй предшествовать его использованию в первый. Без прямого объявления компилятор выдаст сообщение об ошибке, указывающее, что идентификатор второй был использован без объявления.

Классы

В некоторых объектно-ориентированных языках, например C ++ и Цель-C, иногда необходимо объявить классы вперед. Это делается в ситуациях, когда необходимо знать, что имя класса является типом, но когда нет необходимости знать структуру.

В C ++ классы и структуры могут быть объявлены вперед следующим образом:

учебный класс Мой класс;структура MyStruct;

В C ++ классы могут быть объявлены вперед, если вам нужно использовать только тип указателя на этот класс (поскольку все указатели объектов имеют одинаковый размер, и это то, что заботит компилятор). Это особенно полезно внутри определений классов, например. если класс содержит член, который является указателем (или ссылкой) на другой класс.

Форвард-объявление используется, чтобы избежать ненужного связывания, что помогает сократить время компиляции за счет уменьшения количества включений заголовков. У этого есть тройное преимущество:

уменьшить количество файлов, открытых с помощью #include (отсюда и количество вызовов операционной системы)
уменьшение объема предварительно обработанных файлов (поскольку заголовок не включен)
уменьшение воздействия перекомпиляции при изменении предварительно объявленного класса.

Прямого объявления класса недостаточно, если вам нужно использовать фактический тип класса, например, если у вас есть член, тип которого напрямую соответствует этому классу (не указатель), или если вам нужно использовать его в качестве базового класса, или если вам нужно использовать методы класса в методе.

В Objective-C классы и протоколы могут быть объявлены вперед следующим образом:

@учебный класс Мой класс;@protocol MyProtocol;

В Objective-C классы и протоколы могут быть объявлены вперед, если вам нужно использовать их только как часть типа указателя объекта, например Мой класс * или же id <Мой протокол>. Это особенно полезно внутри определений классов, например. если класс содержит член, который является указателем на другой класс; чтобы избежать циклических ссылок (т.е. этот класс может также содержать член, который является указателем на этот класс), мы просто объявляем классы вперед.

Прямого объявления класса или протокола недостаточно, если вам нужно создать подкласс этого класса или реализовать этот протокол.

Прямая ссылка

Период, термин прямая ссылка иногда используется как синоним из предварительная декларация.^[1] Однако чаще речь идет о реальном использовать юридического лица до любого объявления; то есть первая ссылка на второй в приведенном выше коде - прямая ссылка.^[2]^[3] Таким образом, мы можем сказать, что поскольку форвардные объявления являются обязательными в Паскале, форвард Рекомендации запрещены.

Пример (действительной) прямой ссылки в C ++:

учебный класс C {общественный:   пустота мутатор(int Икс) { myValue = Икс; }   int аксессуар() const { возвращаться myValue; }частный:   int myValue;};

В этом примере есть две ссылки на myValue до его объявления. C ++ обычно запрещает прямые ссылки, но они разрешены в особых случаях членов класса. Поскольку функция-член аксессуар не может быть скомпилирован, пока компилятор не узнает тип переменной-члена myValue, компилятор обязан запомнить определение аксессуар пока не увидит myValueзаявление.

Разрешение прямых ссылок может значительно увеличить сложность и требования к памяти компилятора и, как правило, предотвращает реализацию компилятора в один проход.