pimpl 类的私人成员？答案

【问题标题】：Private members in pimpl class?pimpl 类的私人成员？
【发布时间】：2010-02-02 06:47:10
【问题描述】：

pimpl 惯用语中使用的实现类是否有任何理由拥有任何私有成员？我真正能想到的唯一原因是保护自己免受自己的伤害——即私有成员用于执行类和用户之间的某种契约，在这种情况下，类和用户是密切相关的，所以它似乎没有必要。

【问题讨论】：

假设一个只读字符串的池化实现，实现类可以很好地进行引用计数，以便在需要时知道何时释放内存。
dirkgently：我想，为了对字符串的所有引用进行单一计数，该计数必须集中存储在字符串中，而不是包装器中。我在这里错过了什么？
@Steven Sudit：因为它会违反设计——严格来说，引用计数不是表示字符串所需的数据结构的一部分。
@Dirk：Plauger 的 STL 中的引用计数字符串违反了设计，因为计数与字符一起存储。虽然可以添加另一层，但这是否意味着计数字符串指向一个共享计数器结构，该结构本身指向一个原始字符串？只要计数器结构从不与其他结构实例共享字符串，这才是安全的。
@Steven Sudit：另一层？不明白你的意思。无论如何，我还没有看到该代码，我想一定有充分的理由以这种方式实现它——所以任何评论都是无关紧要的。无论如何，标准库确实有时会使用一些技巧来提高效率。

标签： c++ pimpl-idiom

【解决方案1】：

我认为人们将 Pimpl idiom 与 Adapter/Bridge/Strategy patterns 混淆了。习语是特定于一种语言的。模式可以适用于多种语言。

Pimpl 习惯用法旨在解决 C++ 中的以下问题：类的私有成员在类声明中可见，这为类的用户添加了不必要的 #include 依赖项。这个成语也被称为编译器防火墙。

如果实现是直接写在外部类对应的 *.cpp 文件中，并且在模块外无法访问，那么我认为简单地为 Pimpl 类使用结构体就可以了。为了进一步强化实现并不意味着直接重用的想法，我将它们定义为私有内部结构：

// foo.h
class Foo : boost::noncopyable
{
public:
   ...

private:
   struct Impl;
   boost::scoped_ptr<Impl> impl_;
};

// foo.cpp
struct Foo::Impl
{
   // Impl method and member definitions
};

// Foo method definitions

一旦有了实现类的头文件，我想我们就不再谈论 Pimpl 成语了。我们说的是Adapter、Bridge、Strategy、接口类等等……

只要我的 2 美分。

【讨论】：

【解决方案2】：

取决于您对 pImpl 的实现——特别是在您强制类不变量的地方，但总的来说，我认为 impl 部分不需要具有受保护/私有成员。事实上，我通常将它声明为一个结构体。

【讨论】：

【解决方案3】：

理论上，pimpl 类仍然只是一个与其他类一样的类。它是接口的具体实现并不意味着其他代码不是 pimpl 类本身的客户端。

也就是说，在实践中，我发现 pimpl 类往往更接近于具有一些成员函数的结构，而不是完整的对象，并且不需要将接口与实现分开。

【讨论】：

【解决方案4】：

为什么它不应该有私人成员？仅仅因为您将一个接口定义为 PIMPL 并不意味着您在其他任何时候都不想使用该类。

它仍然是一个类。数据可能应该是私有的或受保护的。对公众、私人或受保护者永远无法访问的数据的操作。您可能希望公开、保护或公开的操作。

【讨论】：

它实际上是一个“私有”类——只能在一个 cpp 文件中访问。在大多数情况下，C 风格的结构就可以满足此目的。
@Steven。不知道我明白你的意思。如果您将现有的类更改为使用 pImpl，您将保持原始类的接口不变，并将所有私有数据移动到仅在实现 cpp 文件中可见的结构，对吗？
@xzqx：为什么要写这么多访问器？您的所有数据实际上是否可供公众使用？为什么类内部没有操作？
@Steven：你的用例不会是适配器或桥接模式，而不是 Pimpl 吗？
@Emile：也许吧。或者它们可能有些正交，pimpl 是一种特定于语言的技术，可用于实现更通用的适配器/桥接模式（但也可用于实现其他模式）。

【解决方案5】：

我能真正想到的唯一原因是为了保护自己免受自己的伤害

这就是为什么首先存在“私有”和“受保护”的原因。当然你应该在你的实现中使用它们——我唯一不会的情况是实现没有行为（在这种情况下它不是真正的实现）。

【讨论】：

【解决方案6】：

（我误解了这个问题，所以我正在改变我的答案。）

带有 pimpl 的类所指向的实现类应该是一个普通类，与其他任何隐藏私有细节的理由一样多。事实上，它通常是一个预先存在的类，后来添加了 pimpl 层以打破依赖关系，并可能稍微简化接口。

【讨论】：

预先存在的类是“外部”类，而不是“impl”部分。
我看到它是双向的。有时 pimpl 是一种将一致的接口置于可能发生变化的实现之上的方法。其他时候，pimpl 是一种完全隐藏实现的方法，打破了编译时的依赖关系。事实上，两者都可以是目标。

【解决方案7】：

因为private 意味着更好的数据封装。

我知道这看起来很傻，但是我们有一种在工作中定义接口的方法非常简单：

class Interface;

class Concrete { public: .... private: Interface* m_interface; }

class ConcreteFoo: public Interface {};

主要优势：您可以随时更换另一个ConcreteBar。它实际上是Pimpl 和Strategy 模式的组合，Concrete 的构造函数会调用一个Factory，负责为有效对象提供服务。

如果你想不出第二种实现 heart 的方法，只需将它封装在一个类中即可。这样，如果您以后必须重构，您只需要使用完全相同的方法集编写一个抽象 Interface，更改一些指针（和构造函数）就可以了；）

【讨论】：