PIMPL 是 C++ 中的一個(gè)編程技巧,意思為指向?qū)崿F(xiàn)的指針。具體操作是把類的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)放到一個(gè)單獨(dú)的類中,并用一個(gè)指針進(jìn)行訪問。
二進(jìn)制兼容是指當(dāng)庫文件升級(jí)后所有使用該庫的應(yīng)用程序不必重新編譯,其本質(zhì)就是類的內(nèi)存布局不變。使用 pimpl 方法設(shè)計(jì)類可以實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制兼容的目的。
原始類定義:
class demoClass{private: int a; int b;};
內(nèi)存布局如下:
類更改后的定義:
class demoClass{private: char c; int a; int b;};
內(nèi)存布局如下:
class demoClass{private: class demoClassImpl; demoClassImpl* impl;};class demoClass::demoClassImpl{public: int a; int b;};
內(nèi)存布局如下:
如上圖所示,無論類的實(shí)現(xiàn)類的數(shù)據(jù)成員如何變化,類的布局始終不變。
作為接口的提供者,我們希望接口的使用者不必知道接口實(shí)現(xiàn)的更多細(xì)節(jié),因?yàn)楦鶕?jù)類的私有數(shù)據(jù)成員和方法一般就可以猜測(cè)出接口的設(shè)計(jì)方式。
通過 pimp 方法設(shè)計(jì)類可以實(shí)現(xiàn)隱藏類的私有成員和方法的目的,僅對(duì)外暴露公有的接口。
class demoClass{public: void func();//對(duì)外接口private: class demoClassImpl; demoClassImpl* impl;};class demoClass::demoClassImpl{private: int a; int b; void func1(); void func2();public: void func();};void demoClass::func(){ impl->func();}
在一個(gè)常用的頭文件中如果包含了太多其他不必要的頭文件會(huì)嚴(yán)重降低編譯效率。
值類型的成員因?yàn)橐峙鋬?nèi)存大小必須知道其確定的定義,需要包含其頭文件
#include "A.h"class demoClass{ A a;};
如果僅有類的申明則會(huì)出錯(cuò):
class A;class demoClass{ A a;};
class A;class demoClass{ A func(A a);};
一般庫文件使用者僅需要包含當(dāng)前庫對(duì)應(yīng)的頭文件即可,不應(yīng)該再包含其他的頭文件。假設(shè)庫的頭文件定義如下:
#include "A.h"class demoClass{private: A a;public: void func();};
此時(shí),若 A 為另外一個(gè)公共庫,則庫的使用者需要在項(xiàng)目中配置 A.h 的路徑;若 A 為自定義類,則庫的提供者還需要額外提供 A.h 文件。
使用 pimpl 方法改進(jìn)則可以減少編譯依賴,僅在類的實(shí)現(xiàn)文件中包含頭文件即可:
// demoClass.hclass demoClass{public: void func();//對(duì)外接口private: class demoClassImpl; demoClassImpl* impl;};// demoClass.cpp#include "A.h"class demoClass::demoClassImpl{private: A a;public: void func();};
使用 pimpl 的方式把類的功能實(shí)現(xiàn)用另外一個(gè)獨(dú)立的類來完成,可以在需要的時(shí)候動(dòng)態(tài)的配置類的實(shí)現(xiàn)方法,而保持類的接口不變。
公共接口類:
class demoClassImpl;class demoClass{public: void func();//對(duì)外接口public: demoClassImpl* impl;};void demoClass::func(){ impl->func();}
功能實(shí)現(xiàn)抽象類:
class demoClassImpl{public: virtual void func() = 0;};
功能實(shí)現(xiàn)派生類:
class demoClassImpl1 : public demoClassImpl{public: void func() { cout << "實(shí)現(xiàn)方式1" << endl; }};class demoClassImpl2 : public demoClassImpl{public: void func() { cout << "實(shí)現(xiàn)方式2" << endl; }};
功能實(shí)現(xiàn)方式的動(dòng)態(tài)配置:
demoClass* demo = new demoClass;demoClassImpl1* impl1 = new demoClassImpl1;demo->impl = impl1;demo->func();demoClassImpl2* impl2 = new demoClassImpl2;demo->impl = impl2;demo->func();
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