c++筆記 降低標頭檔間的編譯依存關係

1.編譯依存關係
    某些時候只修改了某個類的private，結果卻有一大堆檔案需要編譯。問題出在c++並沒有把“將介面從實現中分離”這事做好。Class的定義式不只詳細敘述了class介面，還包括十足的實現細目。例如：

class Perpson {public:    std::string name() const;    std::string birthData() const;    std::string address() const;...private:    std::string theName;    //實現細目    Date theBirthDate;    Address theAddress;};

在Person定義檔案的最上方很可能存在這樣的東西：

#include <string>#include "date.h"#include "address.h"

    不幸的是，這麼一來便是在Person定義檔案和其含入檔案之間形成了一種編譯儲存關係。如果這些標頭檔中有任何一個被改變，或者這些檔案檔案所做事的其他標頭檔有任何改變，那麼每一個含入Person class的檔案就得重新編譯。這樣的連串編譯依存關係會對許多項目造成難以形容的災難。
    考慮加上前置聲明，以去掉#include包含的標頭檔：

class Date;class Address;

這樣做有一個困難，編譯器必須在編譯期間知道對象的大小。考慮這個：

int main(){    int x;    Person p;    ...}

    當編譯器看到x的定義式，它知道必須分配多少記憶體才夠持有一個int。沒問題，每個編譯器都知道一個int有多大。當編譯器看到p的定義式，它也知道必須分配空間以旋轉一個Person,但它如何知道一個Person對象有多大呢？唯一的辦法就是詢問class定義式。然而如果class定義式可以合法地不列出實現細目(使用前置聲明)，編譯器如何知道該分配多少空間？

2.Handle class
    我們可以使用pimpl，“將對象實現細目隱藏於一個指標背後”的遊戲。針對Person我們可以這樣做：把Person分割為兩個class，一個只提供介面，另一個負責實現該介面。負責實現的那個類取名為PersonImpl，Person定義如下:

#include <string>#include <memory>class PersonImpl;class Date;class Address;class Person {public:    std::string name() const;    ...private:    std::tr1::shared_ptr<PersonImpl> pImpl; //指標，};

    上面的這般設計常被稱為pimpl idiom(pimpl 是“pointer to implementation”)，像Person這樣使用pimpl idiom的class，往往被稱為Handle class。這樣的設定計之下，Person的客戶就完全與Dates等實現細目分離，真正實現了“介面與實現分離”。這個分離的關鍵在於以“聲明的依存性”替換“定義依存性”，其實每一件事都源自這幾個簡單的設計策略：
1)如果使用object references 或object pointers可以完成任務，就不要使用objects。
2)如果能夠，盡量以class聲明式替換class定義式。注意，當你聲明一個函數而它用到某個class時，你並不需要該class的定義；縱使以by value方式傳遞該類型的參數（或傳回值）亦然：

class Date;                     //class 聲明式Date today();                   //沒問題－－這裡並不需要Date的定義式void clearAppointments(Date d); 

3)為聲明和定義提供不同的標頭檔

3.Interface class 
令Person成為一種特殊的abstract base class，稱為Interface class。如下：

class Person {public:    static std::tr1::shared_ptr<Person> create();   //使用一個Factory 方法建立真實對像    virtual ~Person();    virtual std::string name() const = 0;    virtual std::string birthDate() const = 0;    virtual std::string address() const = 0;    }

class RealPerson: public Person {...}static std::tr1::shared_ptr<Person> create {    return std::tr1::shared_prt<Person>(new RealPerson());}

注，將Factory 方法提出來，放到單獨的工廠類中，效果應該更好。

摘自Effective　c++

PS:關於pimpl的實現方式
pimpl可以以下面的方式實現：

//Person.h#include <memory>class Person{public:Person(void);~Person(void);private:class PersonImpl;std::tr1::shared_ptr<PersonImpl> pImpl;};//Person.cpp#include "Person.h"class Person::PersonImpl {};Person::Person(void){pImpl = std::tr1::shared_ptr<PersonImpl>(new PersonImpl);}Person::~Person(void){}

PersonImpl定義在Person域中，外部不再可見