● 【C++】[FAQ]为何我编译一个程序要花那么多时 - 荔园在线 | 深圳大学学生论坛,荔园晨风BBS,深大在线网站

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发信人: Dreamer (我与萤火虫), 信区: SoftDev
标题: 【C++】[FAQ]为何我编译一个程序要花那么多时间？
发信站: 荔园晨风BBS站 (Mon Jun 7 19:57:19 2004), 站内信件

Q: 为何我编译一个程序要花那么多时间？
A: 也许是你的编译器有点不太对头——它是不是年纪太大了，或者没有安装正确
？也可能你的电脑该进博物馆了……对于这样的问题我可真是爱莫能助了。
不过，也有可能原因在于你的程序——看看你的程序设计还能不能改进？编译器是
不是为了顺利产出正确的二进制码而不得不吃进成百个头文件、几万行的源代码？
原则上，只要对源码适当优化一下，编译缓慢的问题应该可以解决。如果症结在于
你的类库供应商，那么你大概除了“换一家类库供应商”外确实没什么可做的了；
但如果问题在于你自己的代码，那么完全可以通过重构（refactoring）来让你的
代码更为结构化，从而使源码一旦有更改时需重编译的代码量最小。这样的代码往
往是更好的设计：因为它的藕合程度较低，可维护性较佳。

我们来看一个OOP的经典例子：

class Shape {
public: // interface to users of Shapes
virtual void draw() const;
virtual void rotate(int degrees);
// ...
protected: // common data (for implementers of Shapes)
Point center;
Color col;
// ...
};

class Circle : public Shape {
public:
void draw() const;
void rotate(int) { }
// ...
protected:
int radius;
// ...
};

class Triangle : public Shape {
public:
void draw() const;
void rotate(int);
// ...
protected:
Point a, b, c;
// ...
};

上述代码展示的设计理念是：让用户通过Shape的公共界面来处理“各种形状”；
而Shape的保护成员提供了各继承类（比如Circle，Triangle）共同需要的功能。
也就是说：将各种形状（shapes）的公共因素划归到基类Shape中去。这种理念看
来很合理，不过我要提请你注意：
要确认“哪些功能会被所有的继承类用到，而应在基类中实作”可不是件简单的事
。所以，基类的保护成员或许会随着要求的变化而变化，其频度远高于公共界面之
可能变化。例如，尽管我们把“center”作为所有形状的一个属性（从而在基类中
声明）似乎是天经地义的，但因此而要在基类中时时维护三角形的中心坐标是很麻
烦的，还不如只在需要时才计算——这样可以减少开销。
和抽象的公共界面不同，保护成员可能会依赖实作细节，而这是Shape类的使用者
所不愿见到的。例如，绝大部分使用Shape的代码应该逻辑上和color无关；但只要
color的声明在Shape类中出现了，就往往会导致编译器将定义了“该操作系统中颜
色表示”的头文件读入、展开、编译。这都需要时间！
当基类中保护成员（比如前面说的center，color）的实作有所变化，那么所有使
用了Shape类的代码都需要重新编译——哪怕这些代码中只有很少是真正要用到基
类中的那个“语义变化了的保护成员”。
所以，在基类中放一些“对于继承类之实作有帮助”的功能或许是出于好意，但实
则是麻烦的源泉。用户的要求是多变的，所以实作代码也是多变的。将多变的代码
放在许多继承类都要用到的基类之中，那么变化可就不是局部的了，这会造成全局
影响的！具体而言就是：基类所倚赖的一个头文件变动了，那么所有继承类所在的
文件都需重新编译。

这样分析过后，解决之道就显而易见了：仅仅把基类用作为抽象的公共界面，而将
“对继承类有用”的实作功能移出。

class Shape {
public: // interface to users of Shapes
virtual void draw() const = 0;
virtual void rotate(int degrees) = 0;
virtual Point center() const = 0;
// ...

// no data
};

class Circle : public Shape {
public:
void draw() const;
void rotate(int) { }
Point center() const { return center; }
// ...
protected:
Point cent;
Color col;
int radius;
// ...
};

class Triangle : public Shape {
public:
void draw() const;
void rotate(int);
Point center() const;
// ...
protected:
Color col;
Point a, b, c;
// ...
};

这样，继承类的变化就被孤立起来了。由变化带来的重编译时间可以极为显著地缩
短。
但是，如果确实有一些功能是要被所有继承类（或者仅仅几个继承类）共享的，又
不想在每个继承类中重复这些代码，那怎么办？也好办：把这些功能封装成一个类
，如果继承类要用到这些功能，就让它再继承这个类：

class Shape {
public: // interface to users of Shapes
virtual void draw() const = 0;
virtual void rotate(int degrees) = 0;
virtual Point center() const = 0;
// ...

// no data
};

struct Common {
Color col;
// ...
};

class Circle : public Shape, protected Common {
public:
void draw() const;
void rotate(int) { }
Point center() const { return center; }
// ...
protected:
Point cent;
int radius;
};

class Triangle : public Shape, protected Common {
public:
void draw() const;
void rotate(int);
Point center() const;
// ...
protected:
Point a, b, c;
};

[译注：这里作者的思路就是孤立变化，减少耦合。从这个例子中读者可以学到一
点Refactoring的入门知识 :O) ]

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