类库和 pimpl - 拆分类可访问性

Question

我想使用 pimpl idiom 创建一个类库，这样我就可以为库的用户隐藏我的实现细节。

是否有可能创建一个类，其中一些方法是公共的并且从用户的角度来看是可调用的，同时具有只能从内部调用的方法。

现在我只看到一个使用friend关键字并将内部方法声明为私有的解决方案。

例如： MyPartiallyVisibleClass：包含用户可访问的混合方法的类，以及仅可访问库内部的方法。 InternalClass：库内部的类。用户永远不会知道这个存在。

// MyPartiallyVisibleClass.h: Will be included by the user.
class MyPartiallyVisibleClass
{
private:
    class Impl;          // Forward declare the implementation
    Impl* pimpl;

    InternalMethod();    // Can only be called from within the library-internals.

public:
    UserMethod();       // Will be visible and callable from users perspective.
}

// MyPartiallyVisibleClass.cpp
class MyPartiallyVisibleClass::Impl
{
private:
    InternalMethod();

public:
    UserMethod();

    friend class InternalClass;
}

// Internal class that will not be included into users application.
class InternalClass
{
public:
    InternalMethod()
    {
        MyPartiallyVisibleClass pvc;
        pvc.InternalMethod();
    }
}

有更好的方法吗？

Answer 1

各有利弊。

从源的角度来看，如果您只分发标头和二进制文件，源用户将看不到 cpp 文件中的所有内容。

所以，MyPartiallyVisibleClass::Impl::Usermethod 也是不可见的，但它是公开的，在它声明的 cpp 文件中的任何地方都可以调用。

如果您不想在内部重复外部方法，则可能需要外部和内部类之间的零方式、一种或两种方式的友谊。这似乎是一个封装中断，但事实并非如此，因为这里的“胶囊”是外部类。如果所有事情都由您承担相同的责任，那么创建内部隐私的复杂层次结构（公共外部，私人外部，公共内部私人内部公共甚至内部......等）可能会变得毫无头绪。除非内部部分太大而无法分配给不同的开发人员，否则需要另一个级别的接口和实现。

然而，从二进制用户的角度来看，每个未内联的函数都存在，并且 - 具有外部链接 - 它的名称可在库中使用，因此它可以通过编写另一个使其公开可用的标头来“调用”其他来源。我将只是一个未记录的功能。

公共/私有等的概念是为了代码安全（避免您不想承诺维护的功能始终可用相同的“合同”，从而使外部代码更稳定，消除不必要的依赖）为“安全”（避免谁想打电话想办法打电话）。

还有另一个缺点：模板不能隐藏在源代码中，因为它们必须扩展到用户的源代码空间（而不是开发人员二进制空间）。而泛型编程、函数式静态多态等的发展，使得 pimpl 成语越来越没有吸引力。

今天有许多由单个 cpp 文件创建的程序，它们实例化单个“管理器对象”，其整个功能都由仅由标头库组成。信不信由你，这种编程方式使代码在编译器之间更加可移植，因为对于每个可能的客户端编译器，它不必以不同的二进制形式存在。并且不一定会使构建时间更长：对于不经常更改的代码，可以生成一次预编译头文件。谁在乎用户可以看到代码？如果他想使用它并得到支持，那么不当更改它不是他的利益。如果他想破解或偷窃，无论如何他都会找到其他方法。