C++创建稳定的接口-PImpl

C++创建稳定的接口-PImpl

c++语言本质上对抽象的原则不太友好，语法要求将public接口和private（或protected)数据成员及方法放在一个类定义中。从而将类的某些内部实现细节向客户公开。这种做法的缺点在于，如果不得不在类中加入新的非public方法或者数据成员，所有的客户代码都将必须重新编译，这对于大型项目来说非常的浪费时间。

不过好消息是这种问题可以被避免。可以创建清晰的接口，并隐藏所有实现细节，从而得到稳定的接口。坏消息是这样做有点复杂。基本原则是为想编写的每个类都定义两个类，接口类和实现类。实现类与不采用这种方法编写的类相同，接口类给出与实现类一样的public方法，但只有一个数据成员，指向实现类对象的一个指针。这被称为pimpl idiom或bridge模式，接口类方法的实现只是调用实现类对象的等价方法。这样做的结果就是无论实现如何改变，都不会影响public接口类，从而降低了重新编译的可能。

当且只有实现改变时，使用接口类的客户不需要重新编译。注意只有在单个数据成员是实现类的指针时，这个方法才有效。如果他是按值传递的数据成员，在实现类的定义改变时，客户代码必须重新编译。

代码示例：

Foo.h

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

// 接口类
class Foo
{
public:
    Foo();
    Foo(int n);
    void print();

private:
    class Impl;
    unique_ptr<Impl> m_impl;
};

Foo.cpp

#include "Foo.h"

using namespace std;

// 实现类
class Foo::Impl
{
public:
    void print()
    {
        cout << "hello" << endl;
    }

    Impl(int n) : m_n(n) { cout << "impl(int n)" << endl; }

private:
    int m_n;
};

Foo::Foo(int n) : m_impl{make_unique<Impl>(n)} {};
void Foo::print()
{
    m_impl->print();
}

int main()
{
    Foo foo(10);
    foo.print();

    return 0;
}

为了实现与接口分离，另一种方法是使用抽象接口及实现该接口的实现类，抽象接口时只有纯虚方法的接口。

参考连接：PImpl - cppreference.com