Bjarne：为什么编译要花这么长的时间？

Bjarne Stroustrup博士，1950年出生于丹麦，先后毕业于丹麦阿鲁斯大学和英国剑挢大学，AT&T大规模程序设计研究部门负责人，AT&T 贝尔实验室和ACM成员。1979年，B. S开始开发一种语言，当时称为"C with Class"，后来演化为C++。1998年，ANSI/ISO C++标准建立，同年，B. S推出其经典著作The C++ Programming Language的第三版。

　　你的编译器可能有问题。也许它太老了，也许你安装它的时候出了错，也许你用的计算机已经是个古董。在诸如此类的问题上，我无法帮助你。

　　但是，这也是很可能的：你要编译的程序设计得非常糟糕，以至于编译器不得不检查数以百计的头文件和数万行代码。理论上来说，这是可以避免的。如果这是你购买的库的设计问题，你对它无计可施（除了换一个更好的库），但你可以将你自己的代码组织得更好一些，以求得将修改代码后的重新编译工作降到最少。这样的设计会更好，更有可维护性，因为它们展示了更好的概念上的分离。

　　看看这个典型的面向对象的程序例子：

class Shape { 　public: // 使用Shapes的用户的接口 　　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; 　　// ... };

　　设计思想是，用户通过Shape的public接口来操纵它们，而派生类（例如Circle和Triangle）的实现部分则共享由protected成员表现的那部分实现（implementation）。

　　这不是一件容易的事情：确定哪些实现部分是对所有的派生类都有用的，并将之共享出来。因此，与public接口相比，protected成员往往要做多得多的改动。举例来说，虽然理论上“中心”(center)对所有的图形都是一个有效的概念，但当你要维护一个三角形的“中心”的时候，是一件非常麻烦的事情——对于三角形，当且仅当它确实被需要的时候，计算这个中心才是有意义的。

　　protected成员很可能要依赖于实现部分的细节，而Shape的用户（译注：user此处译为用户，指使用Shape类的代码，下同）却不见得必须依赖它们。举例来说，很多（大多数？）使用Shape的代码在逻辑上是与“颜色”无关的，但是由于Shape中“颜色”这个定义的存在，却可能需要一堆复杂的头文件，来结合操作系统的颜色概念。

　　当protected部分发生了改变时，使用Shape的代码必须重新编译——即使只有派生类的实现部分才能够访问protected成员。

　　于是，基类中的“实现相关的信息”(information helpful to implementers)对用户来说变成了象接口一样敏感的东西，它的存在导致了实现部分的不稳定，用户代码的无谓的重编译（当实现部分发生改变时），以及将头文件无节制地包含进用户代码中（因为“实现相关的信息”需要它们）。有时这被称为“脆弱的基类问题”(brittle base class problem)。

　　一个很明显的解决方案就是，忽略基类中那些象接口一样被使用的“实现相关的信息”。换句话说，使用接口，纯粹的接口。也就是说，用抽象基类的方式来表示接口：

class Shape { 　public: //使用Shapes的用户的接口 　　virtual void draw() const = 0; 　　virtual void rotate(int degrees) = 0; 　　virtual Point center() const = 0; 　　// ... 　　// 没有数据 }; 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; 　　// ... };

　　现在，用户代码与派生类的实现部分的变化之间的关系被隔离了。我曾经见过这种技术使得编译的时间减少了几个数量级。

　　但是，如果确实存在着对所有派生类（或仅仅对某些派生类）都有用的公共信息时怎么办呢？可以简单把这些信息封装成类，然后从它派生出实现部分的类：

class Shape { 　public: //使用Shapes的用户的接口 　　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; };

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