c++ 命名空间和类层次结构答案

【问题标题】：c++ namespace and class hierarchyc++ 命名空间和类层次结构
【发布时间】：2013-05-05 12:57:40
【问题描述】：

这是一个困扰我一段时间的问题，但找不到最好的解决方法。我试图通过一个例子来说明这一点。

我正在开发一个包含许多类的图形库。一些类之间是“part of”的关系，比如这 3 个类：

namespace MyGraphicsLibrary
{

class MatrixStack
{

};

class Transform
{
    MatrixStack mMatrixStack;
};

class Renderer
{
    Transform mTransform;
};

}

Renderer 类是供用户使用的，但我不希望他们在查找 MyGraphicsLibrary 时看到 Transform、MatrixStack 类。最后两个类仅供Renderer类使用，不供用户使用。

我在这里尝试做两件事：

对用户隐藏 Transform、MatrixStack 类。
反映类的“part-of”层次结构。

我尝试了以下方法来解决这个问题：

Pros and cons of using nested C++ classes and enumerations?

我尝试将Transform、MatrixStack 放入另一个名为Private 的命名空间中。因此，查找 MyGraphicsLibrary 命名空间的用户会看到 Private 命名空间仅涵盖所有不适合用户的类。这很好，但是还有很多其他类有同样的问题，我很快用彼此无关的类填充Private 命名空间。在这里我只能想出丑陋的解决方案，比如引入嵌套命名空间：
```
namespace MyGraphicsLibrary
{
    //private classes belonging to Renderer class
    namespace PrivateRenderer
    {
    class MatrixStack
    {
    };

        class Transform
        {
            MatrixStack mMatrixStack;
        };
    }

    //public classes for users
    class Renderer
    {
    Transform mTransform;
    };
}
```

也许我在这里错过了一些东西，但你认为哪一个是要走的路。有人有第三种方式吗？

【问题讨论】：

标签： c++

【解决方案1】：

您可以使用 PIMPL-（也称为不透明指针）习语。使用帽子，您可以通过以下方式对用户完全隐藏类：

在您的公共标头中（在您的包含文件夹中）：渲染器.h

class RendererImpl; // forward declaration of internal render structure

//public classes for users
class Renderer
{
  public:
    Renderer();
    ~Renderer();
    // public interface comes here and delegates all calls to RendererImpl (have to be implemented in cpp)

  RendererImpl* renderer; // better use something like QScopedPointer here
};

cpp：

#include "RendererImpl.h" // your actual renderer that 

Renderer::Renderer()
:renderer(new RendererImpl)
{}
Renderer::~Renderer()
{
  delete renderer;
}

这些实现可能对 API 完全隐藏。标头必须与实际接口分开。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果您想将 Transform 存储为普通（非指针/引用）成员，那么对于您的公共标头的编译，它的定义也应该是可见的，因为它会影响容器类的布局。

因此，无论您想在哪里使用容器类，都可以看到该类型。

您有以下选择：

通过命名表明它们不供公众使用。通过放入命名空间（如 boost 中的详细信息），或为其名称添加前缀/后缀。
使用阻止客户端使用该类的技术。将每个成员函数设为私有并声明容器类友元。律师-客户惯用语是一种更复杂的细粒度访问控制方式。
间接存储Transform（指针或引用），因此您不需要在公共标头中定义它。这是粉刺。如果公共类型是接口（实际 Transform 实现的基类），则这是一种变体。

未命名的命名空间：在标题中绝对是个坏主意。未命名的命名空间类似于 C 静态：它们获得编译器生成的标识符，该标识符保证对于给定的翻译单元是唯一的。您最终会得到与包含其定义的位置一样多的不同 Transform 类型。

【讨论】：

谢谢，我将此标记为答案，因为它提供了更多选择。我之前读过关于 pimpl 的文章，但似乎我必须深入研究它。

【解决方案3】：

使用匿名命名空间：

namespace MyGraphicsLibrary
{
    namespace
    {
        class MatrixStack
        {

        };

        class Transform
        {
            MatrixStack mMatrixStack;
        };
    }

    class Renderer
    {
        Transform mTransform;
    };

}

【讨论】：