C/C++｜Pimpl Idiom(Pointer to IMPLementation) 指针实现模式浅析

Pimpl Idiom（Pointer to IMPLementation），也称为 “Opaque Pointer”（不透明指针）或 “Cheshire Cat”（柴郡猫）模式或者"指针实现模式"和"实现隐藏模式"。这种模式通过将类的实现细节放在一个单独的私有结构体中，并通过指针来访问，从而在不改变类接口的情况下，允许类的实现独立于类的定义进行修改和编译。

Pimpl Idiom 的基本思想

Pimpl Idiom 的核心思想是将类的实现细节放在一个私有的实现类中，并使用指向该实现类的指针在公共接口类中进行引用。这种方式可以将类的实现细节完全隐藏在实现文件中，用户只需要看到公共接口。

实现步骤

定义公共接口类：在头文件中定义一个公共接口类，并在其中包含一个指向实现类的私有指针。
定义实现类：在源文件中定义实现类，包含类的实际实现细节。
在公共接口类的构造函数和析构函数中管理实现类的指针：在构造函数中创建实现类的实例，在析构函数中销毁它。

典型示例

头文件：Person.h

#ifndef PERSON_H
#define PERSON_H#include <string>class Person {
public:Person(const std::string& name, int age);~Person();std::string getName() const;int getAge() const;void setName(const std::string& name);void setAge(int age);private:class Impl;  // 前向声明实现类Impl* pImpl; // 指向实现类的指针
};#endif // PERSON_H

源文件：Person.cpp

#include "Person.h"
#include <iostream>// 定义实现类
class Person::Impl {
public:Impl(const std::string& name, int age) : name(name), age(age) {}std::string name;int age;
};//公共接口类的实现方法
Person::Person(const std::string& name, int age) : pImpl(new Impl(name, age)) {}Person::~Person() {delete pImpl;
}std::string Person::getName() const {return pImpl->name;
}int Person::getAge() const {return pImpl->age;
}void Person::setName(const std::string& name) {pImpl->name = name;
}void Person::setAge(int age) {pImpl->age = age;
}

使用示例：main.cpp

#include <iostream>
#include "Person.h"int main() {Person person("John Doe", 30);std::cout << "Name: " << person.getName() << ", Age: " << person.getAge() << std::endl;person.setName("Jane Doe");person.setAge(25);std::cout << "Name: " << person.getName() << ", Age: " << person.getAge() << std::endl;return 0;
}