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条款34: 将文件间的编译依赖性降至最低
class Person {public: Person(const string& name, const Date& birthday, const Address& addr, const Country& country); virtual ~Person(); ... // 简化起见，省略了拷贝构造 // 函数和赋值运算符函数 string name() const; string birthDate() const; string address() const; string nationality() const;private: string name_; // 实现细节 Date birthDate_; // 实现细节 Address address_; // 实现细节 Country citizenship_; // 实现细节};
Person的实现用到了一些类，即string， Date，Address和Country；Person要想被编译，就得让编译器能够访问得到这些类的定义。这样的定义一般是通过#include指令来提供的，所以在定义Person类的文件头部，可以看到象下面这样的语句：
#include <string> // 用于string类型 (参见条款49)#include "date.h"#include "address.h"#include "country.h"
遗憾的是，这样一来，定义Person的文件和这些头文件之间就建立了编译依赖关系。所以如果任一个辅助类（即string， Date，Address和Country）改变了它的实现，或任一个辅助类所依赖的类改变了实现，包含Person类的文件以及任何使用了Person类的文件就必须重新编译。对于Person类的用户来说，这实在是令人讨厌，因为这种情况用户绝对是束手无策。
那么，你一定会奇怪为什么C++一定要将一个类的实现细节放在类的定义中。例如，为什么不能象下面这样定义Person，使得类的实现细节与之分开呢？
class string; // "概念上" 提前声明string 类型 // 详见条款49class Date; // 提前声明class Address; // 提前声明class Country; // 提前声明class Person {public: Person(const string& name, const Date& birthday, const Address& addr, const Country& country); virtual ~Person(); ... // 拷贝构造函数, operator= string name() const; string birthDate() const; string address() const; string nationality() const;};
如果这种方法可行的话，那么除非类的接口改变，否则Person 的用户就不需要重新编译。大系统的开发过程中，在开始类的具体实现之前，接口往往基本趋于固定，所以这种接口和实现的分离将大大节省重新编译和链接所花的时间。
可惜的是，现实总是和理想相抵触，看看下面你就会认同这一点：
int main(){ int x; // 定义一个int Person p(...); // 定义一个Person // (为简化省略参数) ... }
当看到x的定义时，编译器知道必须为它分配一个int大小的内存。这没问题，每个编译器都知道一个int有多大。然而，当看到p的定义时，编译器虽然知道必须为它分配一个Person大小的内存，但怎么知道一个Person对象有多大呢？唯一的途径是借助类的定义，但如果类的定义可以合法地省略实现细节，编译器怎么知道该分配多大的内存呢？
原则上说，这个问题不难解决。当定义一个对象时，只分配足够容纳这个对象的一个指针的空间。也就是说，对应于上面的代码，就象这样做：
int main(){ int x; // 定义一个int Person *p; // 定义一个Person指针 ...}
实现Person接口和实现的分离的技术：
首先，在声明Person类的头文件中只放下面的东西：
// 编译器还是要知道这些类型名，// 因为Person的构造函数要用到它们class string; // 对标准string来说这样做不对， // 原因参见条款49class Date;class Address;class Country;// 类PersonImpl将包含Person对象的实// 现细节，此处只是类名的提前声明class PersonImpl;class Person {public: Person(const string& name, const Date& birthday, const Address& addr, const Country& country); virtual ~Person(); ... // 拷贝构造函数, operator= string name() const; string birthDate() const; string address() const; string nationality() const;private: PersonImpl *impl; // 指向具体的实现类};
现在Person的用户程序完全和string，date，address，country以及person的实现细节分家了。那些类可以随意修改，而Person的用户却落得个自得其乐，不闻不问。更确切的说，它们可以不需要重新编译。另外，因为看不到Person的实现细节，用户不可能写出依赖这些细节的代码。这是真正的接口和实现的分离。
为了降低编译依赖性，我们只要知道这么一条就足够了：只要有可能，尽量让头文件不要依赖于别的文件；如果不可能，就借助于类的声明，不要依靠类的定义。其它一切方法都源于这一简单的设计思想。
下面就是这一思想直接深化后的含义：
· 如果可以使用对象的引用和指针，就要避免使用对象本身。定义某个类型的引用和指针只会涉及到这个类型的声明。定义此类型的对象则需要类型定义的参与。
· 尽可能使用类的声明，而不使用类的定义。因为在声明一个函数时，如果用到某个类，是绝对不需要这个类的定义的，即使函数是通过传值来传递和返回这个类：
class Date; // 类的声明 Date returnADate(); // 正确 ---- 不需要Date的定义 void takeADate(Date d);
不要在头文件中再（通过#include指令）包含其它头文件，除非缺少了它们就不能编译。相反，要一个一个地声明所需要的类，让使用这个头文件的用户自己（通过#include指令）去包含其它的头文件，以使用户代码最终得以通过编译。
Person类仅仅用一个指针来指向某个不确定的实现，这样的类常常被称为句炳类(Handle class)或信封类(Envelope class)。（对于它们所指向的类来说，前一种情况下对应的叫法是主体类(Body class)；后一种情况下则叫信件类(Letter class)。）
你一定会好奇句炳类实际上都做了些什么。答案很简单：它只是把所有的函数调用都转移到了对应的主体类中，主体类真正完成工作。例如，下面是Person的两个成员函数的实现：
#include "Person.h" // 因为是在实现Person类， // 所以必须包含类的定义#include "PersonImpl.h" // 也必须包含PersonImpl类的定义， // 否则不能调用它的成员函数。 // 注意PersonImpl和Person含有一样的 // 成员函数，它们的接口完全相同Person::Person(const string& name, const Date& birthday, const Address& addr, const Country& country){ impl = new PersonImpl(name, birthday, addr, country);}string Person::name() const{ return impl->name();}
请注意Person的构造函数怎样调用PersonImpl的构造函数（隐式地以new来调用，参见条款5和M8）以及Person::name怎么调用PersonImpl::name。这很重要。使Person成为一个句柄类并不改变Person类的行为，改变的只是行为执行的地点。
除了句柄类，另一选择是使Person成为一种特殊类型的抽象基类，称为协议类（Protocol class）。根据定义，协议类没有实现；它存在的目的是为派生类确定一个接口（参见条款36）。所以，它一般没有数据成员，没有构造函数；有一个虚析构函数（见条款14），还有一套纯虚函数，用于制定接口。Person的协议类看起来会象下面这样：
class Person {public: virtual ~Person(); virtual string name() const = 0; virtual string birthDate() const = 0; virtual string address() const = 0; virtual string nationality() const = 0;};
Person类的用户必须通过Person的指针和引用来使用它，因为实例化一个包含纯虚函数的类是不可能的（但是，可以实例化Person的派生类----参见下文）。和句柄类的用户一样，协议类的用户只是在类的接口被修改的情况下才需要重新编译。