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減少C++代碼編譯時間的簡單方法(必看篇)

發(fā)布時間：2020-10-16 00:46:20 來源：腳本之家 閱讀：232 作者：jingxian 欄目：編程語言

c++ 的代碼包含頭文件和實(shí)現(xiàn)文件兩部分， 頭文件一般是提供給別人（也叫客戶）使用的， 但是一旦頭文件發(fā)生改變，不管多小的變化，所有引用他的文件就必須重新編譯，編譯就要花時間，假如你做的工程比較大（比如二次封裝chrome這類的開發(fā)）,重新編譯一次的時間就會浪費(fèi)上班的大部分時間，這樣干了一天挺累的， 但是你的老板說你沒有產(chǎn)出，結(jié)果你被fired， 是不是很怨啊， 如果你早點(diǎn)看到這段文章，你就會比你的同事開發(fā)效率高那么一些，那樣被fired就不會是你了，你說這篇文章是不是價值千金！開個玩笑 ：）

言歸正傳，怎樣介紹編譯時間呢， 我知道的就3個辦法：

1. 刪除不必要的#include,替代辦法 使用前向聲明 (forward declared )

2. 刪除不必要的一大堆私有成員變量，轉(zhuǎn)而使用 "impl" 方法

3. 刪除不必要的類之間的繼承

為了講清楚這3點(diǎn)，還是舉個實(shí)例比較好,這個實(shí)例我會一步一步的改進(jìn)（因?yàn)槲乙彩且稽c(diǎn)一點(diǎn)摸索出來了，如果哪里說錯了， 你就放心的噴吧，我會和你在爭論到底的，呵呵）

現(xiàn)在先假設(shè)你找到一個新工作，接手以前某個程序員寫的類，如下

// old.h: 這就是你接收的類
   //
   #include <iostream>
   #include <ostream>
   #include <list>
 
   // 5 個 分別是file , db, cx, deduce or error ， 水平有限沒有模板類
   // 只用 file and cx 有虛函數(shù).
   #include "file.h" // class file
   #include "db.h" // class db
   #include "cx.h" // class cx
   #include "deduce.h" // class deduce
   #include "error.h" // class error
 
   class old : public file, private db {
   public:
     old( const cx& );
    db get_db( int, char* );
    cx get_cx( int, cx );
    cx& fun1( db );
    error fun2( error );
    virtual std::ostream& print( std::ostream& ) const;
   private:
    std::list<cx> cx_list_;
    deduce    deduce_d_;
   };
    inline std::ostream& operator<<( std::ostream& os,const old& old_val )
    { return old_val.print(os); }

這個類看完了， 如果你已經(jīng)看出了問題出在哪里， 接下來的不用看了， 你是高手， 這些基本知識對你來說太小兒科，要是像面試時被問住了愣了一下，請接著看吧

先看怎么使用第一條： 刪除不必要的#include

這個類引用 5個頭文件， 那意味著那5個頭文件所引用的頭文件也都被引用了進(jìn)來， 實(shí)際上， 不需要引用5 個，只要引用2個就完全可以了

1.刪除不必要的#include,替代辦法 使用前向聲明 (forward declared )

1.1刪除頭文件 iostream， 我剛開始學(xué)習(xí)c++ 時照著《c++ primer》 抄，只要看見關(guān)于輸入，輸出就把 iostream 頭文件加上， 幾年過去了， 現(xiàn)在我知道不是這樣的， 這里只是定義輸出函數(shù)， 只要引用ostream 就夠了

1.2.ostream頭文件也不要， 替換為 iosfwd , 為什么， 原因就是， 參數(shù)和返回類型只要前向聲明就可以編譯通過， 在iosfwd 文件里 678行（我的環(huán)境是vs2013，不同的編譯環(huán)境具體位置可能會不相同，但是都有這句聲明） 有這么一句

typedef basic_ostream<char, char_traits<char> > ostream;

inline std::ostream& operator<<( std::ostream& os,const old& old_val )

{ return old_val.print(os); }

除此之外，要是你說這個函數(shù)要操作ostream 對象， 那還是需要#include <ostream> , 你只說對了一半， 的確， 這個函數(shù)要操作ostream 對象， 但是請看他的函數(shù)實(shí)現(xiàn)，

里面沒有定義一個類似 std::ostream os, 這樣的語句，話說回來，但凡出現(xiàn)這樣的定義語句， 就必須#include 相應(yīng)的頭文件了 ，因?yàn)檫@是請求編譯器分配空間，而如果只前向聲明 class XXX; 編譯器怎么知道分配多大的空間給這個對象！

看到這里， old.h頭文件可以更新如下了：

// old.h: 這就是你接收的類
   //
   #include <iosfwd> //新替換的頭文件
   #include <list>
 
   // 5 個 分別是file , db, cx, deduce or error ， 水平有限沒有模板類
   // 只用 file and cx 有虛函數(shù).
   #include "file.h" // class file ， 作為基類不能刪除，刪除了編譯器就不知道實(shí)例化old 對象時分配多大的空間了
   #include "db.h" // class db， 作為基類不能刪除，同上
   #include "cx.h" // class cx
   #include "deduce.h" // class deduce
   // error 只被用做參數(shù)和返回值類型， 用前向聲明替換#include "error.h" 
   class error；
 
   class old : public file, private db {
   public:
     old( const cx& );
    db get_db( int, char* );
    cx get_cx( int, cx );
    cx& fun1( db );
    error fun2( error );
    virtual std::ostream& print( std::ostream& ) const;
   private:
    std::list<cx> cx_list_; // cx 是模版類型，既不是函數(shù)參數(shù)類型也不是函數(shù)返回值類型，所以cx.h 頭文件不能刪除
    deduce    deduce_d_; // deduce 是類型定義，也不刪除他的頭文件
   };
    inline std::ostream& operator<<( std::ostream& os,const old& old_val )
    { return old_val.print(os); }

到目前為止， 刪除了一些代碼， 是不是心情很爽，據(jù)說看一個程序員的水平有多高， 不是看他寫了多少代碼，而是看他少寫了多少代碼。

如果你對C++ 編程有更深一步的興趣， 接下來的文字你還是會看的，再進(jìn)一步刪除代碼， 但是這次要另辟蹊徑了

2. 刪除不必要的一大堆私有成員變量，轉(zhuǎn)而使用 "impl" 方法

2.1.使用 "impl" 實(shí)現(xiàn)方式寫代碼，減少客戶端代碼的編譯依賴

impl 方法簡單點(diǎn)說就是把 類的私有成員變量全部放進(jìn)一個impl 類， 然后把這個類的私有成員變量只保留一個impl* 指針，代碼如下

// file old.h
   class old {
    //公有和保護(hù)成員
    // public and protected members
   private:
   //私有成員， 只要任意一個的頭文件發(fā)生變化或成員個數(shù)增加，減少，所有引用old.h的客戶端必須重新編譯
    // private members; whenever these change,
    // all client code must be recompiled
   };

改寫成這樣：

// file old.h
   class old {
   //公有和保護(hù)成員
    // public and protected members
   private:
    class oldImpl* pimpl_;
    // 替換原來的所有私有成員變量為這個impl指針，指針只需要前向聲明就可以編譯通過，這種寫法將前向聲明和定義指針放在了一起， 完全可以。
    //當(dāng)然，也可以分開寫
     // a pointer to a forward-declared class
   };
 
   // file old.cpp
   struct oldImpl {
   //真正的成員變量隱藏在這里， 隨意變化， 客戶端的代碼都不需要重新編譯
    // private members; fully hidden, can be
    // changed at will without recompiling clients
   };

不知道你看明白了沒有， 看不明白請隨便寫個類試驗(yàn)下，我就是這么做的，當(dāng)然凡事也都有優(yōu)缺點(diǎn)，下面簡單對比下：

使用impl 實(shí)現(xiàn)類

不使用impl實(shí)現(xiàn)類

優(yōu)點(diǎn)

類型定義與客戶端隔離， 減少#include 的次數(shù)，提高編譯速度，庫端的類隨意修改，客戶端不需要重新編譯

直接，簡單明了，不需要考慮堆分配，釋放，內(nèi)存泄漏問題

缺點(diǎn)

對于impl的指針必須使用堆分配，堆釋放，時間長了會產(chǎn)生內(nèi)存碎片，最終影響程序運(yùn)行速度， 每次調(diào)用一個成員函數(shù)都要經(jīng)過impl->xxx()的一次轉(zhuǎn)發(fā)

庫端任意頭文件發(fā)生變化，客戶端都必須重新編譯

改為impl實(shí)現(xiàn)后是這樣的：

// 只用 file and cx 有虛函數(shù).
   #include "file.h" 
   #include "db.h" 
   class cx;
   class error；
 
   class old : public file, private db {
   public:
     old( const cx& );
    db get_db( int, char* );
    cx get_cx( int, cx );
    cx& fun1( db );
    error fun2( error );
    virtual std::ostream& print( std::ostream& ) const;
   private:
class oldimpl* pimpl; //此處前向聲明和定義
   };
    inline std::ostream& operator<<( std::ostream& os,const old& old_val )
    { return old_val.print(os); }
 
//implementation file old.cpp
class oldimpl{
std::list<cx> cx_list_;
deduce    dudece_d_;
};

3. 刪除不必要的類之間的繼承

面向?qū)ο筇峁┝死^承這種機(jī)制，但是繼承不要濫用， old class 的繼承就屬于濫用之一， class old 繼承file 和 db 類， 繼承file是公有繼承，繼承db 是私有繼承，繼承file 可以理解， 因?yàn)閒ile 中有虛函數(shù)， old 要重新定義它， 但是根據(jù)我們的假設(shè)， 只有file 和 cx 有虛函數(shù)，私有繼承db 怎么解釋？! 那么唯一可能的理由就是：

通過 私有繼承—讓某個類不能當(dāng)作基類去派生其他類，類似Java里final關(guān)鍵字的功能，但是從實(shí)例看，顯然沒有這個用意， 所以這個私有繼承完全不必要， 應(yīng)該改用包含的方式去使用db類提供的功能, 這樣就可以

把"db.h"頭文件刪除， 把db 的實(shí)例也可以放進(jìn)impl類中，最終得到的類是這樣的：

// 只用 file and cx 有虛函數(shù).
   #include "file.h" 
   class cx;
   class error;
   class db;
   class old : public file {
   public:
     old( const cx& );
    db get_db( int, char* );
    cx  get_cx( int, cx );
    cx& fun1( db );
    error fun2( error );
    virtual std::ostream& print( std::ostream& ) const;
   private:
    class oldimpl* pimpl; //此處前向聲明和定義
   };
    inline std::ostream& operator<<( std::ostream& os,const old& old_val )
    { return old_val.print(os); }
 
//implementation file old.cpp
class oldimpl{
std::list<cx> cx_list_;
deduce    dudece_d_;
};

小結(jié)一下：

這篇文章只是簡單的介紹了減少編譯時間的幾個辦法：

1. 刪除不必要的#include,替代辦法 使用前向聲明 (forward declared )

2. 刪除不必要的一大堆私有成員變量，轉(zhuǎn)而使用 "impl" 方法

3. 刪除不必要的類之間的繼承

這幾條希望對您有所幫助， 如果我哪里講的不夠清楚也可以參考附件，哪里有完整的實(shí)例，也歡迎您發(fā)表評論， 大家一起討論進(jìn)步，哦不，加薪。 呵呵，在下篇文章我將把impl實(shí)現(xiàn)方式再詳細(xì)分析下，期待吧...

以上就是小編為大家?guī)淼臏p少C++代碼編譯時間的簡單方法(必看篇)全部內(nèi)容了，希望大家多多支持億速云~

向AI問一下細(xì)節(jié)

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