Warum schlägt „std::unique_ptr' mit unvollständigen Typen in Pimpl Idiom fehl?

std::unique_ptr und unvollständige Typen: Ein tieferer Blick

Betrachten Sie das Pimpl-Idiom unter Verwendung von std::unique_ptr:

class window {
  window(const rectangle& rect);

private:
  class window_impl; // defined elsewhere
  std::unique_ptr<window_impl> impl_; // won't compile
};

Allerdings kommt es aufgrund einer Unvollständigkeit zu einem Kompilierungsfehler type:

"Ungültige Anwendung von 'sizeof' auf einen unvollständigen Typ 'uixx::window::window_impl'"

Traditionell ist std::unique_ptr mit unvollständigen Typen kompatibel. Wo liegt also das Problem?

Der Kern der Sache: Zerstörung

Der Schlüssel liegt in der Zerstörung. Wenn pimpl mit unique_ptr verwendet wird, muss der Destruktor explizit deklariert werden:

class foo {
    class impl;
    std::unique_ptr<impl> impl_;

public:
    foo(); // Constructor may need external definition

    ~foo(); // Implement (braceless or with = default;) once impl is complete
};

Wenn nicht, generiert der Compiler einen Standarddestruktor, der eine vollständige Deklaration von foo::impl erfordert.

Template-Probleme und Instanzen mit statischer Dauer

Bei Template-Konstruktoren treten Komplikationen auf, selbst wenn die impl_-Mitglied ist nicht konstruiert:

template <typename T>
foo::foo(T bar) {
    // Compiler requires knowledge of impl_ destruction at compile time!
}

Außerdem schlägt die Verwendung von unique_ptr mit unvollständigen Typen im Namespace-Bereich fehl:

class impl;
std::unique_ptr<impl> impl_;

Der Compiler muss wissen, wie dieses statische Dauerobjekt zerstört wird. Eine Problemumgehung besteht darin, einen benutzerdefinierten Typ zu definieren:

class impl;
struct ptr_impl : std::unique_ptr<impl> {
    ~ptr_impl(); // Implement (empty body) elsewhere
} impl_;

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