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C で PIMPL イディオムを使用する利點(diǎn)と考慮事項(xiàng)は何ですか?

Jan 01, 2025 pm 02:52 PM

What are the benefits and considerations of using the PIMPL idiom in C ?

「PIMPL」イディオムの利點(diǎn)

「実裝へのポインタ」(PIMPL) イディオムでは、パブリック クラスが內(nèi)部構(gòu)造をカプセル化します。またはクラス (「実裝」) は、外部ユーザーから隠蔽される実裝を提供します。この手法にはいくつかの利點(diǎn)があります。

  • 內(nèi)部狀態(tài)の保護(hù): PIMPL は実裝の詳細(xì)とデータをライブラリ ユーザーから隠し、機(jī)密性と外部改ざんからの保護(hù)を保証します。
  • 簡(jiǎn)素化されたインターフェイス: パブリック クラスは、不要な実裝を公開することなく、ユーザーに簡(jiǎn)単なインターフェイスを提供します。複雑さ。これにより、コードの対話が簡(jiǎn)素化され、実裝の詳細(xì)への依存が軽減されます。
  • 柔軟性の向上: 実裝への変更 (メソッドの最適化、バグ修正など) を PIMPL クラス內(nèi)で分離できます。これにより、パブリック クラスへの影響が最小限に抑えられ、それに依存するコードを広範(fàn)に再コンパイルする必要がなくなります。

「Pimpl クラス」の設(shè)計(jì)上の考慮事項(xiàng)

PIMPL 間実裝を分離するため、パブリック クラスの代わりに PIMPL クラスにパブリック メソッドを配置することは直観に反しているように思えるかもしれません。ただし、このアプローチでは、

  • インターフェイスの安定性: 実裝が大幅に変更された場(chǎng)合でも、パブリック クラス インターフェイスは変更されません。この安定性により、外部ユーザーの使いやすさが向上します。
  • 効率的なコンパイル: PIMPL クラスのメソッドがライブラリにコンパイルされ、ユーザーが含める必要があるファイルの數(shù)が減ります。これにより、コンパイルのパフォーマンスが向上し、コードの依存関係が軽減されます。
  • ヘッダー ファイルの最適化: パブリック クラスのヘッダー ファイルは、より簡(jiǎn)潔で焦點(diǎn)が絞られ、重要なインターフェイス宣言のみが含まれます。これにより、メンテナンスが簡(jiǎn)素化され、コンパイラのプリプロセッサ ディレクティブの負(fù)擔(dān)が軽減されます。

分離実裝による実裝例

以下のコード例を考えてみましょう。 )」の実裝は PIMPL 內(nèi)に含まれていますclass:

// header file:
class Cat {
  private:
    class CatImpl;  // PIMPL class
    CatImpl* cat_; // Pointer to PIMPL

  public:
    Cat();            // Constructor
    ~Cat();           // Destructor
    Purr();           // Public method
};

// CPP file:
#include "cat.h"

class Cat::CatImpl {
  public:
    Purr();
};

Cat::Cat() {
    cat_ = new CatImpl;
}

Cat::~Cat() {
    delete cat_;
}

void Cat::Purr() {
    cat_->Purr();
}

void CatImpl::Purr() {
    // Actual implementation of "Purr()"
}

この例では、パブリック クラス "Cat" が "CatImpl" オブジェクトの作成と破棄を処理しますが、"Purr()" の実裝を PIMPL クラスに委任します。このアプローチにより、「Purr()」実裝の詳細(xì)が外部ユーザーから隠蔽されると同時(shí)に、「Cat」クラスと対話するための安定したインターフェースが提供されます。

以上がC で PIMPL イディオムを使用する利點(diǎn)と考慮事項(xiàng)は何ですか?の詳細(xì)內(nèi)容です。詳細(xì)については、PHP 中國(guó)語(yǔ) Web サイトの他の関連記事を參照してください。

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はい、関數(shù)の過負(fù)荷はCの多型形態(tài)であり、特に時(shí)間の多型をコンパイルします。 1。関數(shù)の過負(fù)荷により、同じ名前が異なるパラメーターリストを持つ複數(shù)の関數(shù)が許可されます。 2。コンパイラは、提供されたパラメーターに基づいてコンパイル時(shí)間に呼び出す関數(shù)を決定します。 3.ランタイムの多型とは異なり、機(jī)能過負(fù)荷は実行時(shí)に余分なオーバーヘッドがなく、実裝が簡(jiǎn)単ですが、柔軟性が低くなります。

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Cには、コンパイルタイム多型とランタイム多型の2つの主要な多型タイプがあります。 1.コンピレーション時(shí)間の多型は、関數(shù)の過負(fù)荷とテンプレートを通じて実裝され、高い効率を提供しますが、コード膨満につながる可能性があります。 2。ランタイムの多型は、仮想関數(shù)と継承を通じて実裝され、柔軟性を提供しますが、パフォーマンスオーバーヘッドを提供します。

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はい、Cの多型は非常に便利です。 1）新しいタイプを簡(jiǎn)単に追加できる柔軟性を提供します。 2）コードの再利用を促進(jìn)し、重複を減らします。 3）メンテナンスを簡(jiǎn)素化し、コードの拡張と適応が容易になります。パフォーマンスとメモリ管理の課題にもかかわらず、その利點(diǎn)は複雑なシステムで特に重要です。

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