在 C 中使用 PIMPL 習慣用法有哪些好處和注意事項？

「PIMPL」慣用法的好處

在「指向實現的指標」(PIMPL) 慣用法中，公共類封裝了內部結構或類別（“實現”），提供對外部用戶隱藏的實現。該技術具有多種優勢：

• 內部狀態保護： PIMPL 向庫用戶隱藏實現細節和數據，確保其機密性並防止外部篡改。
• 簡化的接口：公共類別向用戶提供了一個簡單的接口，而不會暴露不必要的實現複雜性。這簡化了程式碼互動並減少了對實作細節的依賴。
• 增強的靈活性：實作的變更（例如方法最佳化、錯誤修復）可以在 PIMPL 類別中隔離。這最大限度地減少了對公共類別的影響，並防止需要廣泛重新編譯依賴它的程式碼。

「Pimpl 類別」的設計注意事項

而PIMPL隔離實現，將公共方法放在PIMPL 類別而不是公共類別上可能看起來違反直覺。但是，此方法可確保：

• 介面穩定性： 即使實作發生重大修改，公共類別介面也保持不變。這種穩定性增強了外部用戶的可用性。
• 高效編譯： PIMPL 類別方法被編譯到函式庫中，減少了使用者需要包含的檔案數量。這提高了編譯效能並減少了程式碼依賴。
• 頭檔最佳化：公共類頭檔變得更簡潔和集中，只包含必要的介面聲明。這簡化了其維護並減輕了編譯器預處理器指令的負擔。

獨立實現的範例實作

考慮下面的範例程式碼，其中「Purr( )" 實作包含在 PIMPL類別中：

// header file:
class Cat {
  private:
    class CatImpl;  // PIMPL class
    CatImpl* cat_; // Pointer to PIMPL

  public:
    Cat();            // Constructor
    ~Cat();           // Destructor
    Purr();           // Public method
};

// CPP file:
#include "cat.h"

class Cat::CatImpl {
  public:
    Purr();
};

Cat::Cat() {
    cat_ = new CatImpl;
}

Cat::~Cat() {
    delete cat_;
}

void Cat::Purr() {
    cat_->Purr();
}

void CatImpl::Purr() {
    // Actual implementation of "Purr()"
}

在此範例中，公共類別「Cat」處理「CatImpl」物件的建立和銷毀，但將「Purr()」的實作委託給 PIMPL 類別。這種方法確保「Purr()」實作的細節對外部使用者隱藏，同時提供與「Cat」類別互動的穩定介面。

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