C++中Pimpl的慣用法詳解

更新時間：2023年09月07日 10:48:45 作者：繁星意未平

Pimpl（Pointer?to?Implementation）是一種常見的?C++?設計模式,用于隱藏類的實現細節(jié),本文將通過一個較為復雜的例子,展示如何使用智能指針來實現?Pimpl?慣用法,需要的可以參考下

介紹

Pimpl（Pointer to Implementation）是一種常見的 C++ 設計模式，用于隱藏類的實現細節(jié)，從而減少編譯依賴和提高編譯速度。本文將通過一個較為復雜的例子，展示如何使用智能指針（如 std::unique_ptr）來實現 Pimpl 慣用法。

什么是 Pimpl 慣用法

Pimpl 是 “Pointer to Implementation” 的縮寫，這個模式可以幫助我們：

將接口和實現分離
減少頭文件中的依賴
加速編譯

基本實現

基本的 Pimpl 實現需要一個前置聲明的內部類和一個指向該內部類的指針。在這里，我們使用 std::unique_ptr 來管理這個內部類的實例。

MyClass.h

#include <memory>
class MyClassImpl; // 前置聲明
class MyClass {
public:
    MyClass();
    ~MyClass();
    void DoSomething();
private:
    std::unique_ptr<MyClassImpl> pimpl;
};

MyClass.cpp

#include "MyClass.h"
class MyClassImpl {
public:
    void DoSomething() {
        // 實現細節(jié)
    }
};
MyClass::MyClass() : pimpl(std::make_unique<MyClassImpl>()) {}
MyClass::~MyClass() = default;
void MyClass::DoSomething() {
    pimpl->DoSomething();
}

示例

假設我們有一個 Car 類，它有多個組件，如 Engine 和 Wheel。

Car.h

#include <memory>
class CarImpl;
class Car {
public:
    Car();
    ~Car();
    void Start();
    void Stop();
private:
    std::unique_ptr<CarImpl> pimpl;
};

Car.cpp

#include "Car.h"
#include "Engine.h"
#include "Wheel.h"
class CarImpl {
public:
    Engine engine;
    Wheel wheel[4];
    void Start() {
        engine.Start();
        // 其他邏輯
    }
    void Stop() {
        engine.Stop();
        // 其他邏輯
    }
};
Car::Car() : pimpl(std::make_unique<CarImpl>()) {}
Car::~Car() = default;
void Car::Start() {
    pimpl->Start();
}
void Car::Stop() {
    pimpl->Stop();
}

在這個例子中，Car 的用戶只需要包含 Car.h，而不需要知道 Engine 和 Wheel 的存在。這樣就降低了編譯依賴并提高了編譯速度。