C++についての質問

[シエル]

いつもお世話になっております。シエルです。
C++の良さを知って、C++を勉強中なのですが、c++のクラスについて質問があります。
ネットのサンプルを色々見ていると、
下記のようなAとBのヘッダファイルがあり、Bのヘッダファイルの中に
【class A;】というようなコードがありました。
このコードはBのヘッダファイルにおいて、どのような効果があるのでしょうか？
ご教授お願い致します。
ちなみにBのヘッダファイルではAのヘッダファイルのインクルードは行われておりませんでした。

/////A.h///////////////
class A {
public
A();
};
///////////////////////


/////B.h////////////////
class B {
public
B();
};

class A;←こいつのことです！
/////////////////////////

[Poco]

クラスAのメンバにクラスBを持たせて、
クラスBのメンバにクラスAを持たせて、
かつ
コンパイルが通る、
ソースを書いてみてください。
その時に、class A;という記述の意義が分かります、多分。

[シエル]

ぽこさん。ありがとうございます。

色々試したみたんですが、
class A;という記述は「AのヘッダファイルのクラスAだけをインクルードしている」
というような意味ということでしょうか？

[Poco]

コンパイル通せました？

クラスBの中にあるAという識別子がクラスAですよ、っという情報だけを与えています。
クラスAの定義の情報は与えません。

＃構造体に関して、同じようなものがC言語でもありますよ。

[シエル]

コンパイルは通せました。

>クラスBの中にあるaという変数がクラスAですよ、っという情報だけを与えています。
>クラスAの定義の情報は与えません。

【質問１】
クラスBの中で、
クラス「Ａ」という型が使えるようになるってことですか？

【質問２】
class A;
↑何故こう書くだけで「A.h」というファイルの中のクラスAの情報を見にいけるのでしょうか？
Bのヘッダファイル内ではクラスAの情報は「A.h」の中にあるという情報は与えていませんよね？

【質問３】
なぜ単純にAのヘッダファイルをインクルードせずに、このようなやり方をするのでしょうか？

>＃構造体に関して、同じようなものがC言語でもありますよ。

教えていただけるとありがたいです。


質問ばかりですみませんが、よろしくお願いいたします！

[Poco]

【質問１】
No。使えません。使うにはクラスAの定義が必要です。

【質問２】
「見に行っていない」と考えるのが自然です。

【質問３】
私が先程シエルさんに提示した、相互参照を行う場合に
ヘッダファイルをインクルードすることは、問題の解決になりません。

[たかぎ]

class A; のような不完全宣言を行った場合、Aのポインタや参照であれば使うことができます。
しかし、メンバを参照することも、A型のオブジェクトを生成または解体することもできません。

[シエル]

う～ん。頭悪いのでよく分からないですね^^;
下記のようなb.cppがあった場合、Aのインスタンスは作成できなくて、そのメンバの関数も
呼べないってことでしょうか？

/////A.h///////////////
class A {
public
A();
void testa();
};
///////////////////////


/////B.h////////////////
class A;

class B {
A *a;
public
B();
void testb();
};
/////////////////////////

//////B.cpp//////////////
#include "B.h"

void B::testb()
{
a=new A;
a.testa();←このような呼び出し方は出来ないということでしょうか？
}
/////////////////////////

[たかぎ]

> 下記のようなb.cppがあった場合、Aのインスタンスは作成できなくて、そのメンバの関数も
> 呼べないってことでしょうか？

そういうことです。

[シエル]

う～ん；
それではclass A;は何の役に立つのでしょうか？
どういうときに使うのでしょうか？

[softya]

ヘッダのインクルードに優先順位が必要になったり、お互いにクラスを参照していた場合には問題が起こりますので、それを避ける目的で使います。あと、無闇なヘッダ内のヘッダインクルードを防ぐ効果もありますね。

下記のように書いたときにエラーが出ない方法を色々試してみると分かります。

/////A.h////////////////
class A
{
public:
A(void);
~A(void);

B *b;
};

/////B.h////////////////
class B
{
public:
B(void);
~B(void);

A *a;
};

[softya]

それと

//////B.cpp//////////////
#include "B.h"
#include "A.h"

void B::testb()
{
a=new A;
a.testa();←これならOK
}
/////////////////////////

ためしてみてください。

[Poco]

> それではclass A;は何の役に立つのでしょうか？
> どういうときに使うのでしょうか？

相互参照する2つのクラスをコンパイルできたんですよね？
class A;やclass B;のどちらか、もしくは両方を削除してみれば分かりますよ。

[softya]

ぽこさんの件と合わせと補足します。
もし
class A;
class B;
という書き方を知らなかったら、どうやって書きますか？

下記のものに
class A;
class B;
という書き方を使わずにエラーをなくしてみてください。

/////A.h////////////////
class A
{
public:
A(void);
~A(void);

B *b;
};

/////B.h////////////////
class B
{
public:
B(void);
~B(void);

A *a;
};

[たかぎ]

> それではclass A;は何の役に立つのでしょうか？
> どういうときに使うのでしょうか？

相互参照というのはどちらかといえば特殊なケースです。

例えば、<stdio.h>のFILE型を考えてみてください。

class FILE;

FILE* fopen(const char*, const char*);
int fclose(FILE*);
int fgetc(FILE*);
int fputc(int c, FILE*);
int fputs(const char*, FILE*);
char* fgets(char*, int, FILE*);
...

のように、FILE型のメンバにアクセスすることも、FILE型の生成・解体を直接行うこともできないけれども、十分意味のある機能を提供できますよね。

注）実際のFILE型はオブジェクト型でなければならないので、上記のような不完全型では要件を満たしません。

[シエル]

たかぎさん、softyaさん、ぽこさんありがとうございます！分かったかもしれません！
class A;
class B;
という書き方を使わずに対応しようとすると、お互いのヘッダファイルをインクルード
しないといけなくなり、お互いにインクルードし続けてしまう状態が発生するということですかね？
だから、相手のクラスのポインタを定義するにはclass A;という書き方をして、Aという識別子が
クラスAであることを表して変数を定義するしかないと。

もしそうだとすると、下記のB.hはA.hをインクルードしていないのに、
class Aと書くだけで、なぜAというクラスの情報がA.hの中にあるということを認識してくれるのでしょうか？
なんか未定義エラーになってもおかしくないような気がするのですが。
コンパイラが勝手に探してくれると思っとけばいいですかね？
/////B.h////////////////
class A;

class B {
A *a;
public
B();
void testb();
};
/////////////////////////

[Poco]

> もしそうだとすると、下記のB.hはA.hをインクルードしていないのに、
> class Aと書くだけで、なぜAというクラスの情報がA.hの中にあるということを認識してくれるのでしょうか？
> なんか未定義エラーになってもおかしくないような気がするのですが。
> コンパイラが勝手に探してくれると思っとけばいいですかね？

違います。
認識もしませんし、探索もしません。

たかぎさんが
「class A; のような不完全宣言を行った場合、Aのポインタや参照であれば使うことができます。
しかし、メンバを参照することも、A型のオブジェクトを生成または解体することもできません。」

と書かれていますが、これが「何故できるのか」、「何故できないのか」を
よ～く考えてください。
出来ないことはクラスの定義に関する情報(ヘッダファイルに記述されている情報)がないから
できないのです。

[シエル]

よ～～～～～～～～く考えました。なんとなく分かりました。ぽこさんありがとうございます。

class A;
↑つまりこう書くと「中身がないクラス」を作ったことになる。つまり不完全なクラス。
でもクラス自体は作れてるから、そのクラスのポインタは使える。
でも最終的には完全な状態のクラスＡのメンバを呼び出して使用したいから、
softyaさんが提示してくだった下記コードのようにA.hを取り込むことによって、
クラスAのメンバが完全に定義されたことになり、クラスAのメンバを呼び出して
使用できるようになるというわけですね・・！
合ってますでしょうか？

//////B.cpp//////////////
#include "B.h"
#include "A.h"

void B::testb()
{
a=new A;
a.testa();←これならOK
}
/////////////////////////

[Poco]

> class A;
> ↑つまりこう書くと「中身がないクラス」を作ったことになる。つまり不完全なクラス。
> でもクラス自体は作れてるから、そのクラスのポインタは使える。
> でも最終的には完全な状態のクラスＡのメンバを呼び出して使用したいから、
> softyaさんが提示してくだった下記コードのようにA.hを取り込むことによって、
> クラスAのメンバが完全に定義されたことになり、クラスAのメンバを呼び出して
> 使用できるようになるというわけですね・・！
> 合ってますでしょうか？

合っています。
コンパイラの気持ちになれば、
「Aってのがクラス名ってのはわかるけどさぁ、Aのメンバがさっぱりわからないから、
　コンストラクタ呼出(生成)やメンバ関数呼び出しを行うコード書かれても、
　それが正しい記述か判断できないよ。」
ってことです。

----追記
ようやくプログラマになれた。
先は長いね。。

[シエル]

合ってましたか！良かったです！
かなり考えて理解できたので、忘れないと思います。
今回の質問は非常に勉強になりました。

ぽこさん、softyaさん、たかぎさん、暑い中どうもありがとうございました！
本当に助かりました！
これにて解決にさせていただきます！

[Poco]

> ぽこさん、softyaさん、たかぎさん、暑い中どうもありがとうございました！

解決できて何よりです。
ホント暑いですよね。西日が差すから外より暑い。。。