在 C++ 中使用单例时解决循环依赖

Question

所以我在使用单例 Game 类和 Story 类时遇到问题。

Game.hpp

#ifndef GAME_HPP
#define GAME_HPP

#include <memory>

class Phase; // Forward declaration

class Game
{
  private:
    static inline Game* instance_reference_{nullptr};
    std::unique_ptr<Phase> current_phase_;
    bool is_running_{true};

    explicit Game() {};
public:
    virtual ~Game();
    const static Game* getInstance();

当然，

getInstance()

方法是在.cpp文件中定义的。

Story.hpp

#ifndef PHASE_HPP
#define PHASE_HPP

class Game; // Forward declaration

class Phase
{
  protected:
    const Game* game_;
  public:
    explicit Phase() : game_{ Game::getInstance() } {};
    virtual ~Phase() = default;
    virtual void handlePhase() = 0;
};
#endif

还有一些其他类继承自Phase类。另外，目前没有

Phase.cpp

文件。

现在我无法编译，因为

Game::getInstance()

没有声明。 但是当我交换到

#include "Game.hpp"

而不是前向声明时，当我编译时，我收到此错误：

/usr/bin/../lib64/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/13.2.1/../../../../include/c++/13.2.1/bits/unique_ptr.h:97:16: error: invalid application of 'sizeof' to an incomplete type 'Phase'
   97 |         static_assert(sizeof(_Tp)>0,
      |                       ^~~~~~~~~~~
/usr/bin/../lib64/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/13.2.1/../../../../include/c++/13.2.1/bits/unique_ptr.h:404:4: note: in instantiation of member function 'std::default_delete<Phase>::operator()' requested here
  404 |           get_deleter()(std::move(__ptr));
      |           ^
./Game.hpp:36:14: note: in instantiation of member function 'std::unique_ptr<Phase>::~unique_ptr' requested here
   36 |     explicit Game() {};
      |              ^
./Game.hpp:13:7: note: forward declaration of 'Phase'
   13 | class Phase; // Forward declaration
      |       ^

总而言之，当我按照通常的方式实现它时，我在

Game::getInstance()

构造函数中调用

Phase

时遇到问题，但是当我尝试解决这个问题时，它仍然无法编译。

Answer 1

首先，如果您使用 Meyer 的单例，您的问题会稍微简化：

static const Game& getInstance() {
    static Game instance;
    return instance;
}

其次，您应该在实际可以调用

Phase

的位置定义

getInstance()

的构造函数，例如在

.cpp

文件中：

#include "Game.hpp"

Phase::Phase() : game_{ &Game::getInstance() } {};

但是，当只有一场比赛时，存储

getInstance

的结果就没有什么意义了。 您始终可以通过

getInstance

访问游戏，那么

game_

有什么用呢？