带有 unique_ptr 的模板实例化和 pimpl 成语答案

【问题标题】：Template instantiations and pimpl idiom with unique_ptr带有 unique_ptr 的模板实例化和 pimpl 成语
【发布时间】：2017-09-09 00:36:47
【问题描述】：

我读了 Howard Hinnant (Is std::unique_ptr<T> required to know the full definition of T?) 的这个答案，然后读了这个答案 (How is a template instantiated?)，我只是在想。如果你有这样的课

class Something {
    Something(); 
    ~Something();
    class Impl;
    std::unique_ptr<Impl> impl;
};

unique_ptr 将在编译类时实例化（正如我可以从上面的其他答案中得出的那样）。那为什么以后不定义类Impl可以呢？实例化不需要Impl 的析构函数吗？

注意以下是为了澄清我上面的问题。

当编译器检查类Something 的定义时，我的想法是这样的。它将看到嵌套类Impl 的声明，然后它会看到unique_ptr<Impl> 的声明，然后在这一点上。它将用Impl 实例化模板unique_ptr。并且该实例化代码将包含对Impl 的析构函数的调用。由于此时我们的代码包含对不完整类的析构函数的调用，那么上面的代码如何安全？

【问题讨论】：

标签： c++ c++11 c++14 unique-ptr pimpl-idiom

【解决方案1】：

The accepted answer to the first question 包含一个用例表，其中需要Impl 的完整定义。

在您的情况下，编译器隐式生成以下成员函数：

复制构造函数
移动构造函数
复制赋值运算符
移动赋值运算符。

它们都需要Impl的完整定义。

如果您显式声明这些函数并在Impl 的完整定义可用的地方定义它们，您就可以了。

更新

它会看到嵌套类Impl 的声明，然后它会看到unique_ptr<Impl> 的声明，然后在那个时候。它将用Impl 实例化模板unique_ptr。

这只是在一定程度上是正确的。并非unique_ptr 的所有成员函数都将在那时被实例化。

并且该实例化代码将包含对Impl 的析构函数的调用。

不正确。编译器仅在需要时才会生成代码（或实例化）std::unique_ptr<Impl> 的析构函数。那个地方是Something的析构函数。

Something 的析构函数需要std::unique_ptr<Impl> 的析构函数。
std::unique_ptr<Impl>的析构函数需要Impl的完整定义。

换句话说，Impl 的完整定义必须对Something 的析构函数可见。

附言

更多关于模板实例化的信息可以在Template instantiation details of GCC and MS compilers找到。

【讨论】：

哪个类的成员函数？我也看到了第一个问题的公认答案，但仍然不明白，完整的unique_ptr 类将在代码中使用给定类型实例化（指向 impl 的指针的声明），并且该实例化将是调用 Impl 的析构函数的代码，但这还不可见。那么代码是如何编译的呢？
@Curious，在链接的答案中，P 是 shared_ptr 或 unique_ptr。在您的情况下，隐式生成的复制构造函数将调用 unique_ptr<Impl> 的复制构造函数。将该逻辑扩展到您的类的其他编译器生成的成员函数。
我认为我没有正确传达我的想法，我会尝试在问题中澄清
发表澄清！
@Curious，我没有查阅标准，而是从对该问题的公认答案：编译器是否实际实现两阶段查找不是由标准规定的。然而，为了保持一致，它应该像它一样工作。

【解决方案2】：

如果你写尝试编译上面的代码并创建一个Something的对象，它会给出一个错误信息：

Semantic issue:
memory:2523:27: Invalid application of 'sizeof' to an incomplete type 
'Something::Impl'

简而言之，代码是不可编译的，在这种情况下没有必要考虑安全性。

【讨论】：