如何在C中使用PIMPL成语来减少汇编依赖性？

如何在C中使用PIMPL成语来减少汇编依赖性？

C中使用PIMPL成语或指向实施成语的指针，以通过将类的私人实现详细信息隐藏在其公共接口中，以减少汇编依赖性。这是有关如何使用Pimpl Idiom的分步指南：

1. 声明公共界面：
   首先，在标题文件中定义类的公共接口。私人成员被指向实施的指针代替。

    <code class="cpp">// myclass.h #include <memory> class MyClass { public: MyClass(); ~MyClass(); void doSomething(); private: struct Impl; // Forward declaration of the implementation std::unique_ptr<impl> pimpl; // Pointer to the implementation };</impl></memory></code>

2. 定义私人实施：
   创建一个单独的源文件，您可以在其中定义私有实现详细信息。

    <code class="cpp">// myclass.cpp #include "myclass.h" struct MyClass::Impl { // Private members go here int someData; void someHelperFunction(); }; MyClass::MyClass() : pimpl(std::make_unique<impl>()) { // Initialize implementation } MyClass::~MyClass() = default; void MyClass::doSomething() { pimpl->someHelperFunction(); }</impl></code>

3. 使用远期声明：
   在标题文件中，使用仅在实现文件中使用的任何类的前票声明。这减少了在公共接口中包括其他标题，这可以加快汇编。
4. 管理实施指针：
   使用诸如std::unique_ptr之类的智能指针来管理实现的寿命。这样可以确保适当的内存管理，而无需班级的用户了解实现详细信息。

通过遵循以下步骤，您可以有效地使用PIMPL成语来减少汇编依赖性，因为公共接口不再取决于实现细节。

在C中使用PIMPL成语来管理依赖性的关键好处是什么？

在C中使用PIMPL成语为管理依赖性提供了几个关键好处：

1. 减少了汇编依赖性：
   PIMPL成语将接口与实现分开，允许更改实现，而无需重新编译包括类的所有文件。这减少了构建时间，尤其是在大型项目中。
2. 提高了二元兼容性：
   通过隐藏实施细节，PIMPL成语可以在更改实施时帮助保持二进制兼容性。这意味着您可以更新实现，而无需破坏使用该类的现有二进制文件。
3. 封装和抽象：
   PIMPL成语通过完全隐藏公共接口的实现细节来增强封装。这实施了最少知识的原则，并改善了代码的整体设计。
4. 减少的标题膨胀：
   由于实现详细信息已移至源文件，因此标头文件保持较小，更简单。这减少了当标头更改时需要重新编译的代码量。
5. 更轻松的测试和维护：
   通过在接口和实现之间进行明确的分离，测试和维护变得更加容易。您可以在不影响接口的情况下修改实现，这对于单元测试特别有用。

如何正确实施PIMPL成语以最大程度地减少C项目中的重新编译？

要正确实施PIMPL成语并最大程度地减少重新编译，请遵循以下最佳实践：

1. 使用远期声明：
   在标题文件中，对仅在实现中使用的任何类型使用前瞻性声明。这可以防止标题中不必要的#include指令，这可以触发其他文件的重新编译。

    <code class="cpp">// myclass.h class SomeOtherClass; // Forward declaration class MyClass { // ... private: struct Impl; std::unique_ptr<impl> pimpl; };</impl></code>

2. 将实施方式移至源文件：
   确保在源文件中定义了所有实施详细信息，包括成员变量和私人方法。这样可以使标头文件清洁并最大程度地减少重新编译的需求。

    <code class="cpp">// myclass.cpp #include "myclass.h" #include "someotherclass.h" // Include here, not in the header struct MyClass::Impl { SomeOtherClass* someOtherClass; }; // Rest of the implementation</code>

3. 使用智能指针：
   利用std::unique_ptr或std::shared_ptr来管理实现指针。这样可以确保正确的内存管理并简化了班级的驱动器。

    <code class="cpp">MyClass::MyClass() : pimpl(std::make_unique<impl>()) {} MyClass::~MyClass() = default; // Let unique_ptr handle deletion</impl></code>

4. 最小化内联函数：
   避免在标题文件中的内联功能。如果需要内联函数，请考虑将它们移至源文件或使用客户可以选择包含的单独的内联标头。
5. 明智地使用Pimpl习语：
   将PIMPL成语应用于经常修改或具有复杂实现的类。过度使用会导致由于间接而导致不必要的复杂性和性能开销。

通过遵循这些实践，您可以有效地使用PIMPL成语来最大程度地减少C项目中的重新编译。

在C中使用PIMPL成语时，我应该避免哪些常见的陷阱？

使用PIMPL成语时，重要的是要注意以下常见的陷阱并避免它们：

1. 过度使用：
   为每个班级使用PIMPL成语可能会导致不必要的复杂性和间接性。选择性地将其应用于从降低汇编依赖性或提高二进制兼容性中受益的类中。
2. 性能开销：
   PIMPL成语引入了额外的间接水平，这可能会产生轻微的性能影响。在代码的性能至关重要部分中使用习语时要注意这一点。
3. 调试挑战：
   接口和实现的分离可以使调试变得更加困难。使用适当的调试工具和技术，例如运行时类型信息（RTTI）或自定义记录，以帮助诊断问题。
4. 增加内存使用量：
   PIMPL成语需要用于实现的指针的其他内存。在内存受限的环境中，这可能是一个问题。仔细考虑权衡。

5. 复制和移动语义：
   使用PIMPL成语实现副本和移动语义可能会更加复杂。确保正确实施这些操作以避免出乎意料的行为。

    <code class="cpp">MyClass::MyClass(const MyClass& other) : pimpl(std::make_unique<impl>(*other.pimpl)) {} MyClass& MyClass::operator=(const MyClass& other) { if (this != &other) { pimpl = std::make_unique<impl>(*other.pimpl); } return *this; }</impl></impl></code>

6. 缺乏编译时间检查：
   使用PIMPL成语，有关实现的一些编译时间检查将丢失。如果实现不正确，这可能会导致运行时错误。使用单元测试和运行时检查来减轻这种风险。
7. 复杂的破坏者：
   如果驱动器需要进行复杂的清理，则使用PIMPL成语正确管理它可能具有挑战性。确保适当地实施驱动器以处理所有必要的清理任务。

通过了解这些陷阱并采取适当的措施，您可以在C项目中有效地使用PIMPL成语，同时最大程度地减少潜在问题。

以上是如何在C中使用PIMPL成语来减少汇编依赖性？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！