您使用什么模式来分离C ++中的接口和实现？

Question

大型C ++项目中的一个问题可能是构建时间。您的依赖树中有一些类需要处理，但通常您会避免这样做，因为每个构建都需要很长时间。您不一定要更改其公共接口，但也许您想要更改其私有成员（添加缓存变量，提取私有方法，...）。您面临的问题是，在C ++中，甚至私有成员都在公共头文件中声明，因此您的构建系统需要重新编译所有内容。

在这种情况下你做了什么？

我已经勾画了两个我所知道的解决方案，但它们都有缺点，也许还有一个我还没有想过的更好的解决方案。

Answer 1

pimpl模式：

在头文件中，只将public方法和私有指针（pimpl-pointer或delegate）声明为前向声明的实现类。

在你的源代码中，声明实现类，将公共类的每个公共方法转发给委托，并在公共类的每个构造函数中构造一个pimpl类的实例。

加：

• 允许您更改类的实现，而无需重新编译所有内容。
• 继承运行良好，只有语法变得有点不同。

减：

• 要写代理的很多愚蠢的方法体。
• 由于你有大量的代表需要逐步完成调试，所以很难调试。
• 基类中的额外指针，如果您有许多小对象，这可能是个问题。

Answer 2

John Lakos'Large Scale C++ Software Design是一本很好的书，它解决了构建大型C ++项目所涉及的挑战。问题和解决方案都是以现实为基础的，当然也会详细讨论上述问题。强烈推荐。

Answer 3

使用继承：

在标题中，将公共方法声明为纯虚方法和工厂。

在您的源代码中，从您的界面派生实现类并实现它。在工厂的实现中返回一个实现的实例。

加：

• 允许您更改类的实现，而无需重新编译所有内容。
• 实施简单，万无一失。

减：

• 非常难以定义公共基类的（公共）派生实例，该实例应该继承公共基础（私有）实现的一些方法。

Answer 4

您可以使用A类的前向声明，该声明由另一个类B中的指针引用。然后，您可以在B类的实现文件中包含类的A头文件，而不是其头文件。这样，您对A类所做的更改不会影响包含B类头文件的源文件。任何想要访问A类成员的类都必须包含A类的头文件。

Answer 5

重构和使用pimpl / handle-body惯用法，使用纯虚拟接口来隐藏实现细节似乎是最受欢迎的答案。在设计大型系统时，应考虑编译时和开发人员的工作效率。但是，如果您正在处理没有单元测试覆盖的现有大型C ++系统，该怎么办？重构通常是不可能的。

当我触摸一些常见的头文件后，当我不希望编译器编译世界时，我通常会做的是让makefile /脚本只编译我知道需要重新编译的文件。例如，如果我向类中添加非虚拟私有函数，则只需要重新编译类的cpp文件，即使其头文件包含在其他一百个文件中也是如此。在我离开这一天之前，我开始了一个干净的构建来重建世界。

Answer 6

<强>无

我看到使用一个的重点，但我认为以下论点在许多场景中缓解了这一点：

1. 首先是清晰度。如果损害运行时的清晰度 速度必须考虑两倍，什么 关于妥协的清晰度 编译时间速度？
2. 私人成员不应经常更改。
3. 通常情况下， 不需要重建所有内容。
4. 将来会有更快的工具，因此编译速度问题将自动缓解。您的代码不会自动更清晰。
5. 无论如何，你应该经常重建。
6. 您是否尝试过Incredibuild？

当然，这是一个经济决策。如果“3”的重量在您的项目中很重要且由于某种原因“6”不能适用，那么请继续：使用这些模板将比赢得更多赢得更多。