更多 C++ 慣用法/快速 Pimpl

意圖

提高控制代碼體慣用法的效能。

動機

常規 PIMPL 慣用法透過犧牲效能來實現“編譯防火牆”。快速 PIMPL 試圖透過在原始介面物件中組合實現物件來減少堆分配和非本地記憶體訪問的開銷。

解決方案和示例程式碼

// Wrapper.hpp
struct Wrapper {
    Wrapper();
    ~Wrapper();

    std::aligned_storage_t<32, alignof(std::max_align_t)> storage;
    
    struct Wrapped; // forward declaration
    Wrapped* handle;
};

// Wrapper.cpp
struct Wrapper::Wrapped {
};

Wrapper::Wrapper() {
    static_assert(sizeof(Wrapped) <= sizeof(this->storage) , "Object can't fit into local storage");
    this->handle = new (&this->storage) Wrapped();
}

Wrapper::~Wrapper() {
    handle->~Wrapped();
}

請注意，不需要對 Wrapped 類的例項進行控制代碼處理。為了減少記憶體佔用，可以透過輔助函式訪問 Wrapped 類。

static Wrapper::Wrapped* get_wrapped(Wrapper* wrapper) {
    // c++17 compatible
    return std::launder(reinterpret_cast<Wrapper::Wrapped*>(&wrapper->storage));
}

已知用途

當需要實現不可見或解耦時，這種模式經常用於高效能或記憶體受限的環境中。

相關慣用法

• 控制代碼體（又名 pimpl）

參考文獻

快速 Pimpl 慣用法