Pimpl是“pointer to implementation”的缩写， 该技巧可以避免在头文件中暴露私有细节。Pimpl利用了c++的一个特点，即可以将类的数据成员定义为指向某个已经声明过的类型的指针， 这里的类型仅仅作为名字引入， 并没有被完整地定义。
例如“自动定时器”的API， 它是一个具名对象，当对象被销毁时打印出其生存时间。
- AutoTimer.h 如下:
#ifdef _WIN32
#include <windows.h>
#else
#include <sys/time.h>
#endif
#include <string>
class AutoTimer
{
public:
explicit AutoTimer(const std::string name);
~AutoTimer();
private:
double getElapsed() const;
std::string mName;
#ifdef _WIN32
DWORD mStartTime;
#else
struct timeval mStartTime;
#endif
};
从上面的h文件可知，该API暴露了定时器在不同平台上存储的底层细节，利用Pimpl特性， 可轻易的隐藏掉这些底层实现的细节， 利用Pimpl特效后新的h文件如下:
#include <string>
class AutoTimer{
public:
explicit AutoTimer(const std::string& name);
~AutoTimer();
private:
class Impl;
Impl* mImpl;
};
新API更简洁， 没有任何平台相关的预处理指令， 他人也不能通过头文件了解类的任何私有成员。
现在AutoTimer的功能实现都放在内嵌类Impl中了， 具体的AutoTimer的cpp文件如下:
#include "AutoTimer.h"
#ifdef _WIN32
#include <windows.h>
#else
#include <sys/time.h>
#include <iostream>
#endif
class AutoTimer::Impl
{
public:
double getElapsed() const
{
#ifdef _WIN32
return (GetTickCount() - mStartTime) / 1e3;
#else
struct timeval end_time;
gettimeofday(&end_time, NULL);
double t1 = mStartTime.tv_usec / 1e6 + mStartTime.tv_sec;
double t2 = end_time.tv_usec / 1e6 + end_time.tv_sec;
return t2 - t1;
#endif
}
std::string mName;
#ifdef _WIN32
DWORD mStartTime;
#else
struct timeval mStartTime;
#endif
};
AutoTimer::AutoTimer(const std::string &name)
: mImpl(new AutoTimer::Impl())
{
mImpl->mName = name;
#ifdef _WIN32
mImpl->mStartTime = GetTickCount();
#else
gettimeofday(&mImpl->mStartTime, NULL);
#endif
}
AutoTimer::~AutoTimer()
{
std::cout << mImpl->mName << ":took " << mImpl->getElapsed() << " secs" << std::endl;
delete mImpl;
mImpl = NULL;
}
将Impl类声明为AutoTimer类的私有内嵌类， 可以避免与该实现相关的符号污染全局命名空间。
- Pimpl的优点：
- 信息隐藏， 将具体实现放在cpp文件中， h文件只暴露公有接口；
- 降低耦合；
- 加速编译；
- 更好的二进制兼容性，二进制兼容性指的是在升级库文件的时候（windows下的dll， uinx下的so），不必重新编译使用这个库的可执行文件或使用这个库的其他库文件，程序的功能不被破坏；
- 惰性分配；
- 缺点
- 添加了一层封装， 可能进入性能问题；
- 代码可读性降低；
