Почему заголовочные файлы не могут включать друг друга?

Почему я не могу сделать что-то подобное в C++?

A. h: 

#ifndef A_H
#define A_H
#include "B.h"

struct A {
    int a;
};

void doStuff1 (B b);  // Error here

#endif

B. h: 

#ifndef B_H
#define B_H
#include "A.h"

struct B {
    int b;
};

void doStuff2 (A a);  // Error here

#endif

Я получаю ошибку, что 'A' was not declared in this scope и то же самое с 'B'. Я знаю о прямом объявлении, но я хотел посмотреть, можно ли настроить такой параметр как pass-by-value вместо ссылки/указателя. Почему компилятор ведет себя подобным образом, если и A, и B фактически объявляются к тому моменту, когда компилятор достигает этого кода?

2 2
c++ include header-files circular-dependency

2 ответа:

Основной урок: Includes обрабатываются до того, как любой C++ будет проанализирован. Они обрабатываются предкомпилятором.

Предположим, что A.h оказывается включенным до B.h. Вы получите что-то вроде этого: 

#ifndef A_H
#define A_H

// ----- B.h include -----    

#ifndef B_H
#define B_H
#include "A.h" // A_H is defined, so this does nothing

struct B {
    int b;
};

void doStuff2 (A a);  // Error here

#endif

// ----- B.h include -----

struct A {
    int a;
};

void doStuff1 (B b);  // Error here

#endif

В этот момент компилятор C++ может взять на себя и начать разбор вещей. Он попытается выяснить, что такое параметр to doStuff2, но A еще не определен. Та же самая логика верна и в обратном направлении. В обоих случаях у вас есть зависимости от типов, которые еще не определились.

Все это просто означает, что ваши зависимости вышли из строя. Это не проблема с проходным значением. Ваши типы должны быть определены до ваших методов. Вот и все-смотрите пример ниже.

// Example program
#include <iostream>
#include <string>

// data_types.h
struct A
{
    int x;
};

struct B
{
    int y;
};

using namespace std;
// methods_A.h
void foo(A a)
{
    a.x = 3;
    cout << "a: " << a.x << endl;
}

// methods_B.h
void bar(B b)
{
    b.y = 4;
    cout << "b: " << b.y << endl;
}

int main()
{
   A first;
   B second;
   first.x = 0;
   second.y = 100;
   foo(first);
   bar(second);
   cout << "A: " << first.x << ", B: " << second.y << endl;
}

Пример вывода 

a: 3
b: 4
A: 0, B: 100
2

У вас есть круговое включение. Вам нужно либо разделить их на разные заголовочные файлы, например, иметь A.h и B.h только объявление структуры/классов и иметь другой заголовочный файл, объявляющий функции.

Проблема также может быть решена с помощью прямых объявлений и передачи по ссылке вместо этого: 

struct A;
struct B;

void doStuff1(A& a);
void doStuff2(B& b);
1