d-pointer

本文分享了作者在学习QT过程中的经验和体会, QT是一种跨平台的C++图形用户界面应用程序开发框架, 适用于桌面和嵌入式系统.
下载方式:https://pan.quark.cn/s/a4b39357ea24 布线问题(分支限界算法)是计算机科学和电子工程领域中一个广为人知的议题,它主要探讨如何在印刷电路板上定位两个节点间最短的连接路径。 在这一议题中,电路板被构建为一个包含 n×m 个方格的矩阵,每个方格能够被界定为可通行或不可通行,其核心任务是定位从初始点到最终点的最短路径。 分支限界算法是处理布线问题的一种常用策略。 该算法与回溯法有相似之处,但存在差异,分支限界法仅需获取满足约束条件的一个最优路径,并按照广度优先或最小成本优先的原则来探索解空间树。 树 T 被构建为子集树或排列树,在探索过程中,每个节点仅被赋予一次成为扩展节点的机会,且会一次性生成其全部子节点。 针对布线问题的解决,队列式分支限界法可以被采用。 从起始位置 a 出发,将其设定为首个扩展节点,并将与该扩展节点相邻且可通行的方格加入至活跃节点队列中,将这些方格标记为 1,即从起始方格 a 到这些方格的距离为 1。 随后,从活跃节点队列中提取队首节点作为下一个扩展节点,并将与当前扩展节点相邻且未标记的方格标记为 2,随后将这些方格存入活跃节点队列。 这一过程将持续进行,直至算法探测到目标方格 b 或活跃节点队列为空。 在实现上述算法时,必须定义一个类 Position 来表征电路板上方格的位置,其成员 row 和 col 分别指示方格所在的行和列。 在方格位置上,布线能够沿右、下、左、上四个方向展开。 这四个方向的移动分别被记为 0、1、2、3。 下述表格中,offset[i].row 和 offset[i].col(i=0,1,2,3)分别提供了沿这四个方向前进 1 步相对于当前方格的相对位移。 在 Java 编程语言中,可以使用二维数组...
### d-pointer 模式在 C++ Qt 中的设计与实现 d-pointer 模式是 Qt 框架中用于隐藏类的实现细节的一种设计模式,通常被称为 **Pimpl(Pointer to Implementation)** 惯用法。该模式通过将类的具体实现隔离到一个私有类中,并在公共接口类中仅暴露一个指向该私有类的指针,从而实现了更好的封装性和模块解耦。 #### 核心作用 - **隐藏实现细节**:Qt 的头文件中不直接包含具体实现代码,而是通过一个指向私有实现类的指针(即 `d_ptr`)来访问内部数据和方法,避免了暴露过多的实现信息。 - **减少编译依赖**:由于实现部分被移至私有类中,修改私有类的内容不会影响使用其公共接口的代码,从而减少了重新编译的需求。 - **维护二进制兼容性(ABI)**:在库版本更新时,只要公共接口类的大小和布局未改变,就可以保证不同版本之间的二进制兼容性,这对于动态链接库尤为重要[^1]。 #### 实现原理 d-pointer 模式的核心在于引入了一个私有类(通常命名为 `ClassNamePrivate`),并将其定义放在源文件(.cpp 文件)中,而非头文件(.h 文件)。在头文件中仅声明一个指向该私有类的指针(通常命名为 `d_ptr`)[^2]。 例如,在 Qt 中一个类可能如下定义: ```cpp // MyClass.h class MyClass { public: MyClass(); ~MyClass(); void doSomething(); private: Q_DECLARE_PRIVATE(MyClass) // 声明 d-pointer MyClassPrivate* const d_ptr; }; ``` 而在对应的源文件中,则会定义私有类并实现相关功能: ```cpp // MyClass_p.h (私有类头文件) class MyClassPrivate { public: void internalMethod(); }; // MyClass.cpp #include "MyClass_p.h" MyClass::MyClass() : d_ptr(new MyClassPrivate()) {} MyClass::~MyClass() = default; void MyClass::doSomething() { Q_D(MyClass); // 获取 d-pointer d->internalMethod(); } ``` #### 与 q-pointer 的关系 与 d-pointer 配套使用的还有 q-pointer(即 `q_ptr`),它允许私有实现类反向访问其对应的公共类实例。这种双向关联使得私有类能够调用公共类的方法或访问其成员变量,从而实现更加灵活的交互机制[^3]。 例如,在私有类中可以这样获取公共类实例: ```cpp // MyClassPrivate.cpp void MyClassPrivate::internalMethod() { Q_Q(MyClass); // 获取 q-pointer q->somePublicMethod(); // 调用公共类方法 } ``` #### 应用场景与优势 - **大型项目开发**:在需要频繁更新实现细节但保持接口稳定的项目中,d-pointer 可以显著降低重构成本。 - **库开发**:对于提供给第三方使用的库,d-pointer 可确保库版本升级时不需要用户重新编译其代码。 - **提高封装性**:通过将实现完全隐藏,增强了类的封装性,使对外暴露的接口更简洁清晰。 #### 性能考量 虽然 d-pointer 模式带来了诸多好处,但也需要注意一些潜在的性能开销: - **内存分配**:每次创建对象时都需要动态分配私有类的实例。 - **间接访问**:每次访问私有成员都需要通过指针进行一次解引用操作,这可能会略微影响性能。 然而,在大多数实际应用中,这些开销是可以接受的,尤其是在对可维护性和 ABI 稳定性有较高要求的情况下。 --- ###
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值