C++ 中的 Pimpl 惯用法

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了C++ 中的 Pimpl 惯用法。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

C++ 中的 Pimpl 惯用法

介绍

Pimpl（Pointer to Implementation）是一种常见的 C++ 设计模式，用于隐藏类的实现细节，从而减少编译依赖和提高编译速度。本文将通过一个较为复杂的例子，展示如何使用智能指针（如 std::unique_ptr）来实现 Pimpl 惯用法。

什么是 Pimpl 惯用法？

Pimpl 是 “Pointer to Implementation” 的缩写，这个模式可以帮助我们：

将接口和实现分离
减少头文件中的依赖
加速编译

基本实现

基本的 Pimpl 实现需要一个前置声明的内部类和一个指向该内部类的指针。在这里，我们使用 std::unique_ptr 来管理这个内部类的实例。

MyClass.h

#include <memory>

class MyClassImpl; // 前置声明

class MyClass {
public:
    MyClass();
    ~MyClass();
    void DoSomething();

private:
    std::unique_ptr<MyClassImpl> pimpl;
};

MyClass.cpp

#include "MyClass.h"

class MyClassImpl {
public:
    void DoSomething() {
        // 实现细节
    }
};

MyClass::MyClass() : pimpl(std::make_unique<MyClassImpl>()) {}
MyClass::~MyClass() = default;

void MyClass::DoSomething() {
    pimpl->DoSomething();
}

示例

假设我们有一个 Car 类，它有多个组件，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();
        // 其他逻辑
    }
    void Stop() {
        engine.Stop();
        // 其他逻辑
    }
};

Car::Car() : pimpl(std::make_unique<CarImpl>()) {}
Car::~Car() = default;

void Car::Start() {
    pimpl->Start();
}

void Car::Stop() {
    pimpl->Stop();
}