[C++知识库]c++——pimpl技法

1. 概念

pimpl（Private Implementation 或 Pointer to Implementation）是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。

2. 优点

1）降低模块的耦合；

2）降低编译依赖，提高编译速度；

3）接口与实现分离，提高接口的稳定性；

3. 实现原则

1. 暴露的接口里面不要有虚函数，要显式声明构造函数、析构函数，并且不能inline。

sizeof(Graphics) == sizeeof(Graphics::Impl*)

class Graphics
{
public:
    Graphics();
    ~Graphics();

    void drawLine(int x0, int y0, int x1, int y1);

    void drawArc(int x, int y, int r);

private:
    class Impl; //头文件只放声明
    std::shared_ptr<Impl> impl = nullptr;
}

2. 在库的实现中把调用转发(forward)给实现(Graphics::Impl)，这部分代码位于.so/.dll中，随库的升级一起变化。

#include <Graphics.h>

Graphics::Graphics()
{
    impl = std::make_shared<Impl>();
}

Graphics::~Graphics()
{
    
}

void Graphics::drawLine(int x0, int y0, int x1, int y1)
{
    if(nullptr != impl->get())
    {
        impl->get()->drawLine(x0, y0, x1, y1);
    }
}

void Graphics::drawArc(int x, int y, int r)
{
    if(nullptr != impl.get())
    {
        impl.get()->drawArc(x, y, r);
    }
}

3. 如果要加入新的功能，不必通过继承来扩展，可以原地修改，且很容易保持二进制兼容性。

先动头文件：

class Graphics
{
public:
    Graphics();
    ~Graphics();

    void drawLine(int x0, int y0, int x1, int y1);
    void drawLine(double x0, double y0, double x1, double y1);  //add

    void drawArc(int x, int y, int r);
    void drawArc(double x, double y, double r);  //add

private:
    class Impl; 
    std::shared_ptr<Impl> impl = nullptr;
}

在实现的文件例增加forward，这么做不会破坏二进制兼容性，因为增加non-virtual函数不影响现有的可执行文件。

#include <Graphics.h>

Graphics::Graphics()
{
    impl = std::make_shared<Impl>();
}

Graphics::~Graphics()
{
    
}

void Graphics::drawLine(int x0, int y0, int x1, int y1)
{
    if(nullptr != impl->get())
    {
        impl->get()->drawLine(x0, y0, x1, y1);
    }
}

void Graphics::drawLine(double x0, double y0, double x1, double y1)
{
    if(nullptr != impl->get())
    {
        impl->get()->drawLine(x0, y0, x1, y1);
    }
}

void Graphics::drawArc(int x, int y, int r)
{
    if(nullptr != impl.get())
    {
        impl.get()->drawArc(x, y, r);
    }
}

void Graphics::drawArc(double x, double y, double r)
{
    if(nullptr != impl.get())
    {
        impl.get()->drawArc(x, y, r);
    }
}

采用pimpl多了一道explicit forward的手续，带来的好处是可扩展性和二进制兼容性。起到了防火墙的作用。