多个 Pimpl-类互相使用

Question

我通过 pimpl 向用户公开了三个 classes。 Model 是一个可以从文件读取和写入文件的数据容器。 Manipulator 是一个对象，可以加载 Model、执行更改并将其 return 作为新的 Model。 Consumer 加载一个 Model 并允许用户使用它（读取它的属性、打印它等）。

class Model {
    Model(std::string &filename);
    void toFile(std::string &filename);
private:
    class ModelImpl;
    std::unique_ptr<ModelImpl> mImpl;
};

class Manipulator {
    Manipulator(Model &model);
    Model alterModel(...);
private:
    class ManipulatorImpl;
    std::unique_ptr<ManipulatorImpl> mImpl;
};

class Consumer {
    Consumer(Model &model);
    void loadModel(Model &model);
    void doSomething();
private:
    class ConsumerImpl;
    std::unique_ptr<ConsumerImpl> mImpl;
};

使用 pimpl 的原因主要是为了隐藏 Model 使用的内部数据类型。用户可见的唯一类型应该是 Model、Manipulator 和 Consumer 以及标准 c++ 类型。

我在这里遇到的问题是在实现 ConsumerImpl 和 ManipulatorImpl 中：在那些 classes 中，我必须访问 ModelImpl 的底层数据结构，但 pimpl 隐藏了它们：

Consumer::ConsumerImpl::loadModel(Model model) {
    auto someModelValue = model.mImpl->someInternalValue;
}

显然这是行不通的。如何解决这个问题？ pimpl 是正确的解决方案吗？

编辑： 我的同事想到了这个：

class Consumer {
    Consumer(Model &model);
    void loadModel(Model &model);
    void doSomething();
private:
    class ConsumerImpl;
    std::unique_ptr<ConsumerImpl> mImpl;
};

class Model {
    Model(std::string &filename);
    void toFile(std::string &filename);
private:
    void *getObjectPtr();
    class ModelImpl;
    std::unique_ptr<ModelImpl> mImpl;
    friend Consumer;
};

void *Model::Model::getObjectPtr() {
    return mImpl->getObjectPtr();
}



class Model::ModelImpl {
public:
//    [...]
    void *getObjectPtr();

private:
    SecretInternalType mData;
};

void *Model::ModelImpl::getObjectPtr() {
    return static_cast<void*>(&mData);
}


// Access the internal data of Model from Consumer:
void Consumer::ConsumerImpl::doSomething() {
    SecretInternalType* data = static_cast<SecretInternalType*>(mModel->getObjectPtr());
}

基本上模型有一个方法，return是一个指向（隐藏）内部数据的空指针。消费者可以获得这个指针，将其转换回正确的类型并访问数据。为了使其只能从消费者 class 访问，该方法是私有的，但 friends 与消费者。

我实施了这种方法并且对我有用。还是很好奇大家怎么看，有没有什么问题。

Answer 1

您面临的问题与 Pimpl 习语并没有真正的关系 - 假设您删除了代码段中与 pimpl 相关的部分，问题仍然存在，因为它是由需要访问模型的私有表示引起的（或 ModelImpl）实例。这就是我尝试处理这种情况的方式：

定义一个操作列表，使 Consumer 实例可以调用 Model 实例。这些应该是模型的 public 接口的一部分。对模型和操纵器之间的关系执行相同的操作。如果这使您的模型接口过于混乱，请将其拆分为两个单独的抽象 classes，让模型实现从两者继承并 Consumer/Maninpulator 在为它们准备的基础 class 接口上运行。
重新考虑模型的哪些部分值得隐藏。如果 Model 拥有一些需要从消费者访问的容器，请公开它（Effective STL，Item 2），通过适当的方法进行读取访问应该没问题。
如果 Consumer 对象还需要更多的信息，他们自己的角色可能不仅仅是一个普通的消费者，所以也许他们的某些部分实现应该在另一个 class 或模型中实现？
引入 a(n)（抽象）class 用于模型和消费者之间的数据交换。将此从 Consumer 传递给 Model，让 Model 选择将哪些信息传递给中间层。但这已经引入了一定程度的复杂性，这些复杂性可能是完全不必要的。

无论您对设计进行何种更改，您仍然可以选择是否使用带有转发方法的 Pimpl 习惯用法。最后一个建议：不要声明 classes friend 中的一个 - 这可能很固执己见，但您的场景并不表明这种强耦合是必要的。

多个 Pimpl-类互相使用

Multiple Pimpl-classes using each other

c++

pimpl-idiom

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