C++ 中隐藏类实现细节Pimpl idiom

2024-09-01 10:28

本文主要是介绍C++ 中隐藏类实现细节Pimpl idiom,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Pimpl idiom(Pointer to Implementation idiom)是一种在 C++ 中用于隐藏类实现细节的技术。它的核心思想是将类的实现细节封装在一个私有的数据结构中,并通过一个指针来访问这个私有数据结构。这样做的好处是可以减少头文件的大小和依赖,从而加快编译速度,并且可以更容易地修改类的内部实现而不影响到客户端代码。Pimpl idiom 是一种非常有用的技巧,特别是在大型项目中,它可以减少编译时间,提高代码的可维护性。通过将实现细节封装在私有数据类中,可以轻松地修改内部实现而不影响到客户端代码。在实际应用中,可以结合 Qt 提供的宏来实现更为优雅的 Pimpl idiom。Q_DECLARE_PRIVATEQ_DECLARE_PUBLIC 是 Qt 中用于实现私有数据成员的宏。通过这种方式,还可以避免编译时的依赖问题,尤其是在头文件中包含大量实现细节时非常有用。

Pimpl Idiom 的优点

  1. 减少编译依赖:通过将实现细节封装在一个私有类中,可以减少头文件的大小和依赖,从而加快编译速度。
  2. 隐藏实现细节:对外部用户隐藏类的内部实现,便于在不影响外部接口的情况下修改内部实现。
  3. 便于版本控制:当需要进行大的重构或实现改变时,不会影响到使用该类的客户端代码。

Pimpl Idiom 的基本结构

一个典型的使用 Pimpl idiom 的类通常包含以下组成部分:

  1. 公共类:这是客户端看到的类,它包含公共接口。
  2. 私有数据类:这个类包含了实际的数据成员和实现细节,通常只在实现文件中可见。
  3. 指针成员:公共类中包含一个指向私有数据类的指针成员,用于访问私有数据。
Q_DECLARE_PRIVATE

Q_DECLARE_PRIVATE 宏用于声明一个私有数据成员,该成员通常是一个指向私有数据结构的指针。它定义了一个名为 d_func 的成员函数,该函数返回一个指向私有数据的指针。这个宏还定义了 d_ptr 成员变量,用于存储指向私有数据的指针。

示例

class MyClassPrivate;  // 声明私有数据结构class MyClass
{Q_DECLARE_PRIVATE(MyClass)  // 使用 Q_DECLARE_PRIVATE 宏public:MyClass();~MyClass();void doSomething();private:Q_DISABLE_COPY(MyClass)  // 禁止拷贝构造和赋值操作
};// 实现部分
class MyClassPrivate
{
public:int someData;
};MyClass::MyClass()
{d_ptr = new MyClassPrivate();  // 初始化私有数据
}MyClass::~MyClass()
{delete d_ptr;  // 清理私有数据
}void MyClass::doSomething()
{Q_D(MyClass);  // 使用 Q_D 宏获取私有数据指针d->someData = 42;  // 修改私有数据
}
Q_DECLARE_PUBLIC

Q_DECLARE_PUBLIC 宏用于私有数据类中,它定义了一个名为 q_func 的成员函数,该函数返回指向公共类的指针。这个宏主要用于在私有数据类中访问公共类的成员。

示例

class MyClass;class MyClassPrivate
{Q_DECLARE_PUBLIC(MyClass)  // 使用 Q_DECLARE_PUBLIC 宏public:int someData;void setSomeData(int data){q_func()->doSomethingElse();  // 访问公共类的成员someData = data;}
};// 公共类
class MyClass
{Q_DECLARE_PRIVATE(MyClass)  // 使用 Q_DECLARE_PRIVATE 宏public:MyClass();~MyClass();void doSomething();void doSomethingElse();private:Q_DISABLE_COPY(MyClass)  // 禁止拷贝构造和赋值操作
};// 实现部分
MyClass::MyClass()
{d_ptr = new MyClassPrivate();  // 初始化私有数据
}MyClass::~MyClass()
{delete d_ptr;  // 清理私有数据
}void MyClass::doSomething()
{Q_D(MyClass);  // 使用 Q_D 宏获取私有数据指针d->setSomeData(42);  // 调用私有数据类的成员函数
}void MyClass::doSomethingElse()
{// ...
}

使用说明

  • 公共类:通常只包含公共接口,不包含具体的实现细节。

  • 私有数据类:包含实际的数据成员和实现细节,通常只在实现文件中可见。

  • 指针成员:公共类中包含一个指向私有数据类的指针成员,用于访问私有数据。

  • Q_DISABLE_COPY 宏用于禁止拷贝构造函数和赋值操作符,以防止意外拷贝私有数据。

  • Q_DECLARE_PRIVATE 通常用于公共类的声明中,而 Q_DECLARE_PUBLIC 用于私有数据类的声明中。

  • 这些宏通常与 Q_D 宏一起使用,后者用于获取私有数据指针。

注意事项

  • 内存管理:确保正确管理私有数据指针的生命周期,避免内存泄漏。
  • 线程安全性:如果类的实例可能在多线程环境中使用,需要注意线程安全问题。
  • 异常安全:在构造函数和析构函数中正确处理异常,确保内存安全释放。

通过这些宏和相关技术,Qt 提供了一种优雅的方式来实现 Pimpl idiom,这对于大型项目和库来说非常有用。

这篇关于C++ 中隐藏类实现细节Pimpl idiom的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1126675

相关文章

Python使用python-can实现合并BLF文件

《Python使用python-can实现合并BLF文件》python-can库是Python生态中专注于CAN总线通信与数据处理的强大工具,本文将使用python-can为BLF文件合并提供高效灵活... 目录一、python-can 库:CAN 数据处理的利器二、BLF 文件合并核心代码解析1. 基础合

Python使用OpenCV实现获取视频时长的小工具

《Python使用OpenCV实现获取视频时长的小工具》在处理视频数据时,获取视频的时长是一项常见且基础的需求,本文将详细介绍如何使用Python和OpenCV获取视频时长,并对每一行代码进行深入解析... 目录一、代码实现二、代码解析1. 导入 OpenCV 库2. 定义获取视频时长的函数3. 打开视频文

golang版本升级如何实现

《golang版本升级如何实现》:本文主要介绍golang版本升级如何实现问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录golanwww.chinasem.cng版本升级linux上golang版本升级删除golang旧版本安装golang最新版本总结gola

SpringBoot中SM2公钥加密、私钥解密的实现示例详解

《SpringBoot中SM2公钥加密、私钥解密的实现示例详解》本文介绍了如何在SpringBoot项目中实现SM2公钥加密和私钥解密的功能,通过使用Hutool库和BouncyCastle依赖,简化... 目录一、前言1、加密信息(示例)2、加密结果(示例)二、实现代码1、yml文件配置2、创建SM2工具

Mysql实现范围分区表(新增、删除、重组、查看)

《Mysql实现范围分区表(新增、删除、重组、查看)》MySQL分区表的四种类型(范围、哈希、列表、键值),主要介绍了范围分区的创建、查询、添加、删除及重组织操作,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解... 目录一、mysql分区表分类二、范围分区(Range Partitioning1、新建分区表:2、分

MySQL 定时新增分区的实现示例

《MySQL定时新增分区的实现示例》本文主要介绍了通过存储过程和定时任务实现MySQL分区的自动创建,解决大数据量下手动维护的繁琐问题,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... mysql创建好分区之后,有时候会需要自动创建分区。比如,一些表数据量非常大,有些数据是热点数据,按照日期分区MululbU

MySQL中查找重复值的实现

《MySQL中查找重复值的实现》查找重复值是一项常见需求,比如在数据清理、数据分析、数据质量检查等场景下,我们常常需要找出表中某列或多列的重复值,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录技术背景实现步骤方法一:使用GROUP BY和HAVING子句方法二:仅返回重复值方法三:返回完整记录方法四:

IDEA中新建/切换Git分支的实现步骤

《IDEA中新建/切换Git分支的实现步骤》本文主要介绍了IDEA中新建/切换Git分支的实现步骤,通过菜单创建新分支并选择是否切换,创建后在Git详情或右键Checkout中切换分支,感兴趣的可以了... 前提:项目已被Git托管1、点击上方栏Git->NewBrancjsh...2、输入新的分支的

Python实现对阿里云OSS对象存储的操作详解

《Python实现对阿里云OSS对象存储的操作详解》这篇文章主要为大家详细介绍了Python实现对阿里云OSS对象存储的操作相关知识,包括连接,上传,下载,列举等功能,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录一、直接使用代码二、详细使用1. 环境准备2. 初始化配置3. bucket配置创建4. 文件上传到os

关于集合与数组转换实现方法

《关于集合与数组转换实现方法》:本文主要介绍关于集合与数组转换实现方法,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录1、Arrays.asList()1.1、方法作用1.2、内部实现1.3、修改元素的影响1.4、注意事项2、list.toArray()2.1、方