[C++知识库]C++中的pimpl用法(Pointer to Implementation)

定义

一种C++的编程手法，一方面可以减少编译依赖，对于大工程来说可以减少编译时间，一方面对于库来说可以减少私有成员的暴露，减少风险。

demo

// student.h
class Student
{
	Student(int age, string name, int sex);
	~Student();
	string show();
private:
	int m_age;
	string m_name;
	int m_sex;
}
// student.cpp
string Student::show(){return m_name;};
Student::Student(int age, string name, int sex):m_age(age),\
m_name(name), m_sex(sex){};

上面是一个学生类的定义和实现，现在如果想用这个学生类的有school.h , teacher.h, parent.h三个头文件使用，我们可以看到，一旦动了学生类，那么依赖的这三个类都要重新编译。

优化

// student.h
class StudentImpl;
class Student
{
	Student(int age, string name, int sex);
	~Student();
	string show();
private:
	shared_ptr<StudentImpl> m_student;
 }
// student.cpp
class StudentImpl
{
StudentImpl(int age, string name, int sex);
~StudentImpl();
string name(){return m_name;};

private:
	int m_age;
	string m_name;
	int m_sex;
}
StudentImpl::StudentImpl(int age, string name, int sex):m_age(age),m_name(name), m_sex(sex){};


Student::Student(int age, string name, int sex)
{
   m_student = make_shared<StudentImpl>(age,name,sex);
};
string Student::show(){return student->name();};

这样的话，你就是student.cpp改翻天，也不影响school.h , teacher.h, parent.h，因为他们理论来说编译的时候不依赖StudentImpl，这样在大型项目中，就可以加快编译速度，此外如果代码是提供对外的库比如opencv，一般会给一个头文件和so, 这里会有一个student.h，可是student.so外人压根不知道这个类的私有成员是啥，你也很难推出库函数的逻辑，保护了算法和知识产权。

paddle案例

位置：paddle/fluid/memory/allocation/thread_local_alloctor.h

class ThreadLocalAllocatorImpl;

class ThreadLocalAllocation : public Allocation {
 public:
  ThreadLocalAllocation(void* ptr, size_t size, platform::Place place)
      : Allocation(ptr, size, place) {}

  void SetThreadLocalAllocatorImpl(
      std::shared_ptr<ThreadLocalAllocatorImpl> allocator) {
    allocator_ = allocator;
  }  //给impl指针赋值

  std::shared_ptr<ThreadLocalAllocatorImpl> GetAllocator() {
    return allocator_;
  } //获取impl指针

 private:
  std::shared_ptr<ThreadLocalAllocatorImpl> allocator_;
};

class ThreadLocalAllocatorImpl
    : public std::enable_shared_from_this<ThreadLocalAllocatorImpl> {
 public:
  ThreadLocalAllocatorImpl(Place& p);
  ThreadLocalAllocation* AllocateImpl(size_t size);//不要觉得奇怪，一个类可以在自己内部声明一个指针的，这里可以理解为AllocateImpl是在ThreadLocalAllocation类中。
  void FreeImpl(ThreadLocalAllocation* allocation);//理解同上
  uint64_t ReleaseImpl();

 private:
  unique_ptr<BuddyAllocator> buddy_allocator_;//理解在ThreadLocalAllocation类中。
  Place place_;//同上
};

上面这段代码是抽取一个allocator相关代码，整个库中有非常非常多的这种，但是有个问题是ThreadLocalAllocatorImpl和ThreadLocalAllocator在一个文件中，正确的写法是ThreadLocalAllocatorImpl应该在thread_local_alloctor.cpp，如果按当下的写法一旦改变private成员，依赖这个thread_local_alloctor.h的文件都会重新编译，所以这个IMPL的意义是什么？是有什么高深的用法吗？不知道是大佬写错了还是我会错意了，希望懂得大神能留言解释一下。