Question

我正在尝试使用PIMPL惯用法来实现通用接口，该惯用接口需要一些模板成员函数来提供 ANY 类型的功能。问题是，如果不预先声明函数可能使用的每种可能的类型，我将找不到任何方法来支持将模板函数与PIMPL习惯用法结合使用。

查看相关问题：Pimpl Idiom with template member function

对该问题的公认答案建议明确定义将与模板一起使用的每种类型。这并不总是可行的。考虑以下示例：

示例。h

#ifndef EXAMPLE_H
#define EXAMPLE_H

#include <memory>

class Example
{
public:
    Example();
    ~Example();

    // Generic template function in the interface
    template <typename T>
    void PrintData(const T& data) const;

private:
    struct Impl;
    std::unique_ptr<Impl> m_impl;
};

#endif

example.cpp

#include "example.h"
#include <iostream>

// Private implementation
struct Example::Impl
{
    template <typename T>
    void PrintData(const T& data) const
    {
        std::cout << data << std::endl;
    }
};

// Note: using C++11 so "make_unique" is not available
Example::Example() : m_impl(new Impl()) {}
Example::~Example() = default;

// Forward the method call to the implementation
template <typename T>
void Example::PrintData(const T& data) const
{
    m_impl->PrintData(data);
}

// Don't want to have to explicitly state all types...
// this is not practical because "PrintData" should work for ANY printable type.

// Uncommenting the line below will allow this example to compile,
// but it will only compile when used with "int" data.
//template void Example::PrintData(const int& data) const;

main.cpp

#include "example.h"

int main()
{
    Example ex;
    ex.PrintData(42);
}

尝试编译它会失败，并出现未定义的引用错误：

g++ -std=c++11 -o main main.cpp example.cpp
/tmp/cc6IhZsx.o: In function `main':
main.cpp:(.text+0x2b): undefined reference to `void Example::PrintData<int>(int const&) const'
collect2: error: ld returned 1 exit status

此示例在界面中提供了非常通用的功能，该功能应可用于任何可打印类型。这引起了一个问题，因为我们无法切实地预测直到编译时才会使用此函数的所有类型。

如何获得与PIMPL习惯用法（或其他创建“ compiler firewall”的方法）类似的功能

请注意，此示例故意用来说明问题。在现实世界中，我有一些类，它们在接口中包含更复杂的模板函数，这些模板函数需要在许多类型上使用。因此，我无法将这些类放在像PIMPL惯用语所提供的编译器防火墙后面。

我愿意考虑使用PIMPL惯用语的替代方法，如果存在此类替代方法，则可以达到预期的效果。

Answer 1

如果必须使用PImpl惯用语并且必须支持任何类型，则最好的办法是键入消除行为。这使您可以隐藏实现的部分，但不是全部。

在简单情况下，std::function或建议的std::function_ref可以起作用：

#include <memory>
#include <ostream> // We must define some of the behavior in the header file.
#include <functional> // for std::function

class Example
{
public:
    Example();
    ~Example();

    // Generic template function in the interface
    template <typename T>
    void PrintData(const T& data) const;

private:
    struct Impl;
    std::unique_ptr<Impl> m_impl;

    // Some alternatives:
    // Some cost:
    void PrintDataImpl(const void* obj,
         const std::function<void(std::ostream&, const void*)>&) const;
    // Not yet standardized:
    void PrintDataImpl(const void* obj,
         std::function_ref<void(sstd::ostream&, const void*)>) const;
    // C-style:
    void PrintDataImpl(const void* obj,
         void(*fn)(std::ostream&, const void*)) const;
};

template <typename T>
void Example::PrintData(const T& data) const
{
    // std::function is expensive, but in this case, we fit in the small buffer
    // optimization as a lambda with no captures.
    // If we used `std::function_ref`, this would be cheaper.
    // If we used the C-style, the lambda cannot capture anything.
    PrintDataImpl(&data, [](std::ostream& out, const void* obj) {
        out << *static_cast<const T*>(obj);
    });
}


// In Example.cpp:
void Example::PrintDataImpl(const void* obj,
     const std::function<void(std::ostream&, const void*)>& fn) const
{
    // Call the function to apply the one piece of type-erased behavior.
    fn(std::cout, obj);
    std::cout << std::endl;
}

将PIMPL习惯用法与成员函数模板一起使用（不预先知道所有可能的数据类型）

1 个答案: