pImp机制--隐藏实现减小头文件依赖

pImp是private implemention的缩写。在C++中，当需要引用其他头文件中定义的类、函数、变量时，需要在应用前将需要的头文件包含到当前的文件中。如，

   

[cpp]  view plain  copy

1. //头文件"A.h"  
2.     #pragma once  
3.     class A  
4.     {  
5.         ...  
6.     }  

[cpp]  view plain  copy

1. //头文件"B.h"  
2. #pragma once  
3. #include "A.h"  
4. class B  
5. {  
6.     ...  
7.     A a;  
8. }  

在编译头文件"B.h"时，编译器首先需要变以头文件"A.h"，因为类B依赖类A，只有知道类A的构成之后，编译器才能确定类B对象的结构，才能够为B对象分配内存。假如类A的头文件发生了变化，那在编译时，类B也必须进行重新编译。而进一步假设类B也 以同样的方式被类C引用，类C又被类D引用...，那头文件"A.h"的改变会导致所有类的重新编译，这样会大大增加增加编译时间。对于一个大型项目而言，有时是不可接受的。因此在实际编程中，需要减小头文件之间的依赖关系，这也就是这里的pImp机制。

此处，我们将"B.h"修改为如下：

   

[cpp]  view plain  copy

1. //头文件"B.h"  
2. #pragma once  
3. class A;  
4. class B  
5. {  
6.     ...  
7.     A * a;    //此处只作示意用，实际编程中应该尽可能的使用智能指针替代  
8. }  

这样一来，编译器就无需知道类A的具体结构即可确定类B对象的内存结构了，因为此处成员变量"a"只占是一个指针，在32位系统上只占4个字节，它的大小与类A没有关系。所以当头文件"A.h"改变时，便只需要对"A.h"进行重新编译即可，而"B.h"无需重新编译。

除了这种头文件之间的pImp，在单个类中也可以使用这种思想，例如，假设我们有如下类：

[cpp]  view plain  copy

1. //头文件"A.h"  
2. #pragma once  
3. class A  
4. {  
5.     ...  
6.     private:  
7.         class Inner      
8.         {  
9.                 ...  
10.         };  
11.         Inner innerMember;  
12. };  

以上类A中，有一个内部类Inner，假如过了一段时间，由于新的需求，需要对Inner类进行修改，这便会导致所有依赖头文件"A.h"的头文件全部需要重新编译。为了避免这种依赖，这里同样可以使用pImp机制，在头文件中声明类Inner，在cpp文件中对Inner类进行定义,构造函数中初始化成员指针innerMember：

 

[cpp]  view plain  copy

1. //头文件"A.h"  
2. #pragma once  
3. class A  
4. {  
5.    class Inner；      
6.     ...  
7.     private:  
8.         Inner * innerMember; //仅仅示意用，实际情况应该使用智能指针  
9. };  

[cpp]  view plain  copy

1. //实现文件"A.cpp"  
2. class A::Inner  
3. {  
4.     ...  
5. }  
6.   
7. A::A()  
8. {  
9.     innerMember = new Inner;  
10. }  

当然，采用pImp机制会带来额外的开销，因为这种方式的成员需要利用new来动态分配内存。另外，也会容易造成内存泄露，而为了避免内存泄露，应该采用 RAII机制，利用智能指针替代原始指针。