C++ 设计篇之——pimpl 机制
Posted 亓逸
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了C++ 设计篇之——pimpl 机制相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
C++ 设计篇之——PImpl 机制
源码仓库:https://github.com/yeshenyong/practice_cpp/tree/master/pimpl
什么是PImpl 机制
Pointer to implementation(PImpl ),通过将类的实现细节放在一个单独的类中,从其对象表示中删除它们,通过一个不透明的指针访问它们(cppreference 是这么说的)
通过一个私有的成员指针,将指针所指向的类的内部实现数据进行隐藏
class Demo
public:
...
private:
DemoImp* imp_;
为什么用PImpl 机制
个人拙见
- C++ 不像Java 后端型代码,能有行业定式的列目录名形成规范(controller、Dao等)
- 隐藏实现,降低耦合性和分离接口(隐藏类的具体实现)
- 通过编译期的封装(隐藏实现类的细节)
业界实现
- 优秀开源代码有实现
PImpl 实现
方法一
cook_cuisine.h
#pragma once
#include <unordered_map>
#include <vector>
#include <memory>
// Pointer to impl ementation
class CookImpl;
// 后厨
class Cook
public:
Cook(int, const std::vector<std::string>&);
~Cook();
std::vector<std::string> getMenu(); /* 获取菜单 */
uint32_t getChefNum(); /* 获取厨师数量 */
private:
CookImpl* impl_;
;
typedef std::shared_ptr<Cook> CookPtr; // 美妙的typedef 懒人工具
cook_cuisine.cc
#include "cook_cuisine.h"
class CookImpl
public:
CookImpl(uint32_t checf_num, const std::vector<std::string>& menu):checf_num_(checf_num), menu_(menu)
std::vector<std::string> getMenu();
uint32_t getChefNum();
private:
uint32_t checf_num_;
std::vector<std::string> menu_;
;
std::vector<std::string> CookImpl::getMenu()
return menu_;
uint32_t CookImpl::getChefNum()
return checf_num_;
Cook::Cook(int chef_num, const std::vector<std::string>& menu)
impl_ = new CookImpl(chef_num, menu);
Cook::~Cook()
delete impl_;
std::vector<std::string> Cook::getMenu()
return impl_->getMenu();
uint32_t Cook::getChefNum()
return impl_->getChefNum();
方法二
cook_cuisine.h
#pragma once
#include <unordered_map>
#include <vector>
#include <memory>
#include "cook_cuisine_imp.h"
// 后厨
class Cook
public:
Cook(int, const std::vector<std::string>&);
~Cook();
std::vector<std::string> getMenu(); /* 获取菜单 */
uint32_t getChefNum(); /* 获取厨师数量 */
private:
CookImplPtr impl_;
;
typedef std::shared_ptr<Cook> CookPtr;
cook_cuisine.cc
#include "cook_cuisine.h"
Cook::Cook(int chef_num, const std::vector<std::string>& menu)
impl_.reset(new CookImpl(chef_num, menu));
Cook::~Cook()
std::vector<std::string> Cook::getMenu()
return impl_->getMenu();
uint32_t Cook::getChefNum()
return impl_->getChefNum();
cook_cuisine_imp.h
#pragma once
#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <memory>
class CookImpl
public:
CookImpl(uint32_t checf_num, const std::vector<std::string>& menu):checf_num_(checf_num), menu_(menu)
std::vector<std::string> getMenu();
uint32_t getChefNum();
private:
uint32_t checf_num_;
std::vector<std::string> menu_;
;
typedef std::shared_ptr<CookImpl> CookImplPtr;
cook_cusine_imp.cc
#include "cook_cuisine_imp.h"
std::vector<std::string> CookImpl::getMenu()
return menu_;
uint32_t CookImpl::getChefNum()
return checf_num_;
main.cc
#include "cook_cuisine.h"
#include <iostream>
using namespace std; // Testing, 平时开发可千万别用这句
int main()
int checf_num = 10;
const std::vector<std::string> menus = "Chicken", "Beef", "Noodle", "Milk" ;
CookPtr cook(new Cook(checf_num, menus));
auto cook_menu = cook->getMenu();
auto cook_checf_num = cook->getChefNum();
cout << "======================Chinese Cook======================\\n";
cout << "============Checf: " << cook_checf_num << " people\\n";
cout << "==========Menu\\n";
for (size_t i = 0; i < cook_menu.size(); i++)
cout << "============" << i + 1 << " : " << cook_menu[i] << "\\n";
return 0;
CMakeLists.txt
mkdir build
cd build
cmake ..
PImpl 缺点
- 空间开销:每个类都需要额外的指针内存指向实现类
- 时间开销:每个类间接访问实现的时候多一个间接指针操作的开销
- 阅读开销:使用、阅读和调试上带来一些不便(不是啥问题)
总结
每种设计方法都有它的优点和缺点
PImpl 用一些内存空间和额外类的实现换取耦合性的下降,是可以接受的
但重点在:在性能/内存要求不敏感处,PImpl 技术才更优不错的发挥舞台
极端例子:
你不可能在斐波那契的实现中还加个PImpl 机制,多此一举
以上是关于C++ 设计篇之——pimpl 机制的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
使用 std::unique_ptr 的 C++ Pimpl Idiom 不完整类型
何时在 C++ 中的嵌套类上使用 Pimpl 模式,反之亦然?