使用模板类的pimpl惯用法有什么优势吗？

Question

据我所知，pimpl惯用法的主要优点是将数据成员隐藏在实现文件中，而不是头文件中。然而，模板需要在头文件中完全定义，以便编译器能够按需实例化它们。在这种情况下，对于一个带有模板的类来说，使用pimpl惯用法是否有任何优势呢？

- Oscar Korz

Answer 1

虽然在模板类中使用pimpl技巧并不能真正隐藏任何内容，但它确实可以让你轻松编写非抛出式交换函数（尽管在C++11移动语义下，这已经不是一个问题了）。

- user802003

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+1 完全忘记了这一点。除了非抛出式的清洁度外，对于交换而言，这也是一种效率优势。对于移动语义来说，这也同样适用，因为一个不透明的类并不像一个有粉刺的类那样容易被移动。 - Christian Rau

接受，因为这似乎是唯一的真正好处。 - Oscar Korz

Answer 2

在大型项目中，仅解耦翻译单元就足以成为pimpl的充分理由。即使使用模板也可以实现这一点：

// main interface

template <typename> struct MyImpl;

class TheInterface
{
  MyImpl<int> * pimpl;
};

// implementation

#include "MyImpl.hpp" // heavy-weight template library

// TheInterface implementation

- Kerrek SB

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虽然不太好看，但你可以将主模板的实现与类定义分开，并在该TU中使用显式实例化。如果您只有少量固定数量的模板参数，则这只有意义。但是，否则整个pimpl思想可能并不那么合适。 - Kerrek SB

在一个大型项目中，pimpl惯用语是使项目变得更大的好方法。结果是一种用C++编写的C#程序，在这种情况下，直接移植到C#可能会比使用pimpl更好。请注意，当预编译头已经处理时，pimpl惯用语的编译速度改进将是无用的。pimpl是反C++的。 - Patrick Fromberg

真遗憾，使用std::unique_ptr<MyImpl<int>>* pimpl不起作用，必须使用裸指针。 - Ghita

Answer 3

有一种情况可能并不严格属于pimpl习惯用法，但足够类似以值得了解。那就是在非类型安全的版本上使用类型安全模板包装器。

class MapBase
{
   public:
     void* getForKey(const std::string & k);
     void setForKey(const std::string & k, void * v);
     ...
};

template<typename T>
class MyMap
{
  public:
    T* getForKey(const std::string &k) { return (T*)base_.getForKey(k); }
    void setForKey( const std::string &k, const T* v) { base_.setForKey(k, T*v); }
  private:
   MapBase base_;
};

现在任何对 MyMap<T> 的使用都不需要暴露给 MapBase 的内部，而且你只会得到这些函数实现的一个版本。我还考虑将 MapBase 设为抽象基类，以使解耦更加强大。

正如我所说的，它并不完全是 pimpl，但它以类似的方式解决了许多相同的问题。

- Michael Anderson

Answer 4

我认为，如果你稍微扩展一下这个习语，在某些情况下你至少可以从中获得一些好处。在模板中，并不是每个操作都必须依赖于模板参数。因此，你可以从一个Impl类继承，它本身使用了pimpl习惯用法，就像这样：

struct FooPimpl;

class FooImpl {
  protected:
    FooPimpl* pimpl;
  public:
    void myCommonInterfaceMethod();
};

template <typename T> class Foo : public FooImpl {
  // stuff that depends on T
};

当然，这大大取决于情况。但我看到pimpl惯用语在模板类环境中发挥作用。

- bitmask

Answer 5

它仍然非常可用 - 考虑使用自动或共享指针，这是一个模板，非常适用于解决和实现PIMPL。是否是最佳解决方案取决于问题。

为了让编译器能够按需实例化模板，需要在头文件中完全定义模板。

您可以声明模板的成员和接口，然后在类型的cpp文件中，您可以#include所需的特化定义并在那里使用它们。

- justin