使用 pimpl 习惯用法时如何创建私有静态 const 字符串

Question

背景

我一直在学习如何使用 Herb Sutter 在此页面描述的较新的 c++11 方法来实现 pimpl 习惯用法：https://herbsutter.com/gotw/_100/

我正在尝试通过向私有实现添加成员变量来修改此示例，特别是 std::string（尽管 char* 具有相同的问题）。

问题

由于使用了静态 const 非整数类型，这似乎是不可能的。类内初始化只能对整型进行，但是因为是静态的，所以也不能在构造函数中初始化。

解决这个问题的方法是在头文件中声明私有变量，并在实现中对其进行初始化，如下所示： C++ static constant string (class member)

但是，此解决方案对我不起作用，因为它破坏了我试图通过 pimpl 惯用语实现的封装。

问题

使用 pimpl 习惯用法时，如何在隐藏的内部类中隐藏非整数静态 const 变量？

示例

这是我能想出的最简单（不正确）的例子来证明这个问题：

Widget.h：

#ifndef WIDGET_H_
#define WIDGET_H_

#include <memory>

class Widget {
public:
    Widget();
    ~Widget();
private:
    class Impl;
    std::unique_ptr<Impl> pimpl;
};

#endif

Widget.cpp：

#include "Widget.h"
#include <string>

class Widget::Impl {
public:
    static const std::string TEST = "test";

    Impl() { };
    ~Impl() { };
};

Widget::Widget() : pimpl(new Impl()) { }
Widget::~Widget() { }

编译命令：

g++ -std=c++11 -Wall -c -o Widget.o ./Widget.cpp

请注意，此示例无法编译，因为变量 TEST 不能在声明时赋值，因为它不是整数类型；但是，因为它是静态的，所以这是必需的。这似乎意味着它无法完成。

我整个下午都在寻找以前的问题/答案，但找不到任何提出保留 pimpl 成语的信息隐藏属性的解决方案。

解决方案观察：

在上面的示例中，我试图在 Impl 类声明中分配 TEST 的值，该声明位于 Widget.cpp 内部，而不是它自己的头文件中。 Impl 的定义也包含在 Widget.cpp 中，我相信这是我困惑的根源。

通过简单地将 TEST 的赋值移到 Impl 声明之外（但仍在 Widget/Impl 定义中），问题似乎得到了解决。

在下面的两个示例解决方案中，都可以使用

从 Widget 中访问 TEST

pimpl->TEST

尝试将不同的字符串分配给 TEST，即

pimpl->TEST = "changed"

导致编译器错误（应该如此）。此外，尝试从 Widget 外部访问 pimpl->TEST 也会导致编译器错误，因为 pimpl 被声明为 Widget 私有。

所以现在 TEST 是一个常量字符串，只能由 Widget 访问，不在公共标头中命名，并且在所有 Widget 实例之间共享一个副本，完全符合需要。

解决方案示例（char *）：

在使用 char * 的情况下，注意添加另一个 const 关键字；这对于防止将 TEST 更改为指向另一个字符串文字是必要的。

Widget.cpp：

#include "Widget.h"
#include <stdio.h>

class Widget::Impl {
public:
    static const char *const TEST;

    Impl() { };
    ~Impl() { };
};

const char *const (Widget::Impl::TEST) = "test";

Widget::Widget() : pimpl(new Widget::Impl()) { }
Widget::~Widget() { }

解决方案示例（字符串）：

Widget.cpp：

#include "Widget.h"
#include <string>

class Widget::Impl {
public:
    static const std::string TEST;

    Impl() { };
    ~Impl() { };
};

const std::string Widget::Impl::TEST = "test";

Widget::Widget() : pimpl(new Widget::Impl()) { }
Widget::~Widget() { }

更新：

我现在意识到这个问题的解决方案与 pimpl 习惯用法完全无关，只是定义静态常量的标准 C++ 方式。我已经习惯了像 Java 这样的其他语言，其中必须在声明常量的那一刻定义常量，所以我对 C++ 的缺乏经验使我最初无法意识到这一点。我希望这可以避免对这两个主题造成任何混淆。

Answer 1

您也可以在示例中将const 替换为constexpr，它会编译。

class Widget::Impl {
public:
    static constexpr std::string TEST = "test";  // constexpr here

    Impl() { };
    ~Impl() { };
};

更新：

好吧，看来我错了……当我需要常量时，我​​总是存储原始字符串。

class Widget::Impl {
public:
    static constexpr char * const TEST = "test";
};

根据使用模式，它可能合适或不合适。如果不是，则按照其他答案中的说明定义变量。

Answer 2

#include <memory>

class Widget {
public:
    Widget();
    ~Widget();
private:
    class Impl;
    std::unique_ptr<Impl> pimpl;
};

/*** cpp ***/

#include <string>

class Widget::Impl {
public:
    static const std::string TEST;

    Impl() { };
    ~Impl() { };
};

const std::string Widget::Impl::TEST = "test"; 

Widget::Widget() : pimpl(new Impl()) { }
Widget::~Widget() { }

您可能需要考虑将TEST 设为一个返回const std::string& 的静态函数。这将允许您内联定义它。