如何解决pimpl 习惯用法是否比始终使用 unique_ptr 作为成员变量更好?
在我的工作场所,我们有这样的约定:几乎每个类(除了极少数例外)都使用 unique_ptr
、原始指针或引用作为成员变量来实现。
这是因为编译时间的原因:通过这种方式,您只需要在头文件中对类进行前向声明,并且只需要在 cpp 中包含该文件。此外,如果您更改包含在 unique_ptr
中的类的 .h 或 .cpp,则无需重新编译。
我认为这种模式至少有以下缺点:
- 它迫使您编写自己的复制构造函数和赋值运算符,并且您必须单独管理每个变量,如果您想保持复制的语义。
- 代码的语法变得非常繁琐,例如您将使用
std::vector<std::unique_ptr<MyClass>>
而不是更简单的std::vector<MyPimplClass>
。 - 指针的常量性不会传播到指向的对象,除非你使用 std::experimental::propagate_const,我不能使用。
因此,我想到建议对作为指针包含的类使用 pImpl 习惯用法,而不是在任何地方都使用指针。通过这种方式,我认为我们可以两全其美:
- 更快的编译时间:pimpl 减少了编译依赖
- 要编写复制构造函数和复制赋值运算符,您只需执行以下操作:
A::A(const A& rhs) : pImpl(std::make_unique<Impl>(*rhs.pImpl)) {}
A& A::operator=(const A& rhs) {
*pImpl = *rhs.pImpl;
return *this;
}
- 常量被传播到成员对象。
此时我与我的同事进行了讨论,他们认为 pImpl 并不比在任何地方使用指针更好,原因如下:
- 与使用指针相比,它减少了编译依赖性,因为如果您使用 pImpl,则在更改公共接口时必须重新编译包含 pImpl 类的类:如果您只使用指针而不是您赢得的 pImpl 类'即使改变头文件也不需要重新编译。
现在有点糊涂了。我认为我们的实际约定并不比 pImpl 好,但我无法争论为什么。
所以我有一些问题:
- 以
unique_ptr
作为成员的方法:
// B.h
#pragma once
class B {
int i = 42;
public:
void print();
};
// B.cpp
#include "B.h"
#include <iostream>
void B::print() { std::cout << i << '\n'; }
// A.h
#pragma once
#include <memory>
class B;
class A {
std::unique_ptr<B> b;
public:
A();
~A();
void printB();
};
// A.cpp
#include "A.h"
#include "B.h"
A::A() : b{ std::make_unique<B>() } {}
A::~A() = default;
void A::printB() { b->print(); }
- 使用 pImpl 的方法:
// Bp.h
#pragma once
#include <memory>
class Bp {
struct Impl;
std::unique_ptr<Impl> m_pImpl;
public:
Bp();
~Bp();
void print();
};
// Bp.cpp
#include "Bp.h"
#include <iostream>
struct Bp::Impl {
int i = 42;
};
Bp::Bp() : m_pImpl{ std::make_unique<Impl>() } {}
Bp::~Bp() = default;
void Bp::print() { std::cout << m_pImpl->i << '\n'; }
// Ap.h
#pragma once
#include <memory>
#include "Bp.h"
class Ap {
Bp b;
public:
void printB();
};
// Ap.cpp
#include "Ap.h"
#include "Bp.h"
void Ap::printB() { b.print(); }
主要内容:
// main.cpp
#include "Ap.h"
#include "A.h"
int main(int argc,char** argv) {
A a{};
a.printB();
Ap aPimpl{};
aPimpl.printB();
}
此外,当我说第一种方法不需要重新编译时,我想更准确地说,这是不准确的。确实,我们需要重新编译的文件更少:
- 如果我们更改 B.h,我们只需要重新编译 A.cpp、B.cpp。
- 如果我们改变Bp.h,我们需要重新编译Ap.cpp、Bp.cpp和main.cpp
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