PIMPL 成语和复制语义答案

【问题标题】：PIMPL idiom and copy semanticPIMPL 成语和复制语义
【发布时间】：2016-01-27 10:30:53
【问题描述】：

我正在使用一个库，其中包含许多使用 PIMPL 习语构建的类。在我看来，我发现不好的是这些类是使用std::shared_ptr 实现的。这意味着对象实际上是“隐式共享的”。我的问题是：这是实现 PIMPL 的正确方法吗？或者 PIMPL 和“隐式共享”是两个不同的习语，因此默认情况下不应混用？处理复制语义的正确方法是什么？

【问题讨论】：

标签： c++ deep-copy pimpl-idiom

【解决方案1】：

IMO，实现 pimpl 的正确方法是使用std::unique_ptr。它更高效，并且 pimpl 对象应该由可见类唯一拥有，而不是共享（并且您不必为复制语义而烦恼）。

PIMPL 和“隐式共享”确实是两个不同的习语。

如果您仍然必须为 pimpl 使用 std::shared_ptr，那么您将必须显式定义复制分配操作（因为编译器将无法生成正确的操作）。

【讨论】：

我同意，我发现 'std::unique_ptr' 比 'std::shared_ptr' 实现更好。但有时在编写库时，您也需要隐藏小型可复制对象的实现，即 lib::Point3d 或 lib::UnicodeString。我的想法是，如果我正确理解了创建 PIMPL 习语的目的，那么没有标准的智能指针可以完成正确的工作。

【解决方案2】：

正如 coincoin 所说，使用 unique_ptr 而不是 shared_ptr。如果你想让你的类可复制，你总是可以在可见类的复制构造函数中调用 pimpl 对象的复制构造函数。

class A {
    class impl;
    std::unique_ptr<impl> pimpl;
public:
    A(int x);
    A(A const& old);
    ...
};

实施：

class A::impl {
    int x;
public:
    impl(int x)
        : x(x)  {}
    impl(impl const& old)
        : x(old.x) {}
};

A::A(int x)
    : pimpl(std::make_unique<impl>(x)) {}

A::A(A const& old)
    : pimpl(std::make_unique<impl>(*old.pimpl)) {}

【讨论】：

不错，但是对于每个类，您都必须定义复制构造函数和复制赋值运算符（可能还有移动运算符？）。如果我们同意 PIMPL 不应该干扰类的复制语义（这实际上是问题所在），我建议特定的智能指针是最好的解决方案。
如果你有足够多的 pimpl'ed 类，这可能是一个可行的选择。制作一个在所有情况下（尤其是异常情况）都表现良好的智能指针类确实需要一些思考。如果只有几个 pimpl'ed 类，那么只使用 unique_ptr（并且可能定义为 = default 的复制构造函数）可能是更简单的解决方案。
std::unique_ptr 已删除复制构造函数和运算符，所以我猜它不允许在拥有类中使用 =default 定义。一旦您对成员使用 std::unique_ptr ，整个类就变得不可复制，这是这种方法的巨大限制。但是，再一次，它看起来仍然比 std::shared_ptr 方法更安全。
哦，我的意思是在 pimpl 类上复制默认构造函数。在我的示例中，我手动实现了它，但我想明确说明可以在那里节省大量工作。