在带有模板构造函数的类中使用智能指针的 Pimpl：奇怪的不完整类型问题

Question

当将智能指针与 pImpl 习惯用法一起使用时，

struct Foo
{
private:
    struct Impl; 
    boost::scoped_ptr<Impl> pImpl;
};

明显的问题是 Foo::Impl 在生成 Foo 的析构函数时不完整。

编译器通常会在那里发出警告，而 Boost 智能指针在内部使用的 boost::checked_delete 静态断言类 Foo::Impl 已完成并触发如果不是这种情况，则会出错。

因此，为了编译上面的示例，必须

struct Foo
{
    ~Foo();

private:
    struct Impl; 
    boost::scoped_ptr<Impl> pImpl;
};

在实现文件中编写并实现一个空的 Foo::~Foo，其中 Foo::Impl 已完成。这是智能指针相对于裸指针的优势，因为我们不能不实现析构函数。

到目前为止，一切都很好。但当我尝试在类似的 Bar 类中引入模板构造函数时，我遇到了一个奇怪的行为（完整代码，请自行尝试）：

// File Bar.h
#ifndef BAR_H
#define BAR_H 1

#include <vector>
#include <boost/scoped_ptr.hpp>

struct Bar
{
    template <typename I>
    Bar(I begin, I end);

    ~Bar();

private:
    struct Impl;
    boost::scoped_ptr<Impl> pImpl;

    void buildImpl(std::vector<double>&);
};


template <typename I>
Bar::Bar(I begin, I end)
{
    std::vector<double> tmp(begin, end);
    this->buildImpl(tmp);
}

#endif // BAR_H

// File Bar.cpp
#include "Bar.h"

struct Bar::Impl
{
    std::vector<double> v;
};

void Bar::buildImpl(std::vector<double>& v)
{
    pImpl.reset(new Impl);
    pImpl->v.swap(v);
}

Bar::~Bar() {}

// File Foo.h
#ifndef FOO_H
#define FOO_H 1

#include <boost/scoped_ptr.hpp>


struct Foo
{
    Foo();
    ~Foo();

private:
    struct Impl;
    boost::scoped_ptr<Impl> pImpl;
};

#endif // FOO_H

// File Foo.cpp
#include "Foo.h"

struct Foo::Impl
{};


Foo::Foo() : pImpl(new Impl)
{}


Foo::~Foo() {}


// File Main.cpp
#include "Foo.h"
#include "Bar.h"

int main()
{
    std::vector<double> v(42);
    Foo f;
    Bar b(v.begin(), v.end());
}

当使用 Visual Studio 2005 SP1 编译此示例时，我得到一个Bar 出错，但 Foo 没有：

1>Compiling...
1>main.cpp
1>c:\users\boost_1_45_0\boost\checked_delete.hpp(32) : error C2027: use of undefined type 'Bar::Impl'
1>        c:\users\visual studio 2005\projects\checkeddeletetest\checkeddeletetest\bar.h(15) : see declaration of 'Bar::Impl'
1>        c:\users\boost_1_45_0\boost\smart_ptr\scoped_ptr.hpp(80) : see reference to function template instantiation 'void boost::checked_delete<T>(T *)' being compiled
1>        with
1>        [
1>            T=Bar::Impl
1>        ]
1>        c:\users\boost_1_45_0\boost\smart_ptr\scoped_ptr.hpp(76) : while compiling class template member function 'boost::scoped_ptr<T>::~scoped_ptr(void)'
1>        with
1>        [
1>            T=Bar::Impl
1>        ]
1>        c:\users\visual studio 2005\projects\checkeddeletetest\checkeddeletetest\bar.h(16) : see reference to class template instantiation 'boost::scoped_ptr<T>' being compiled
1>        with
1>        [
1>            T=Bar::Impl
1>        ]
1>c:\users\boost_1_45_0\boost\checked_delete.hpp(32) : error C2118: negative subscript
1>c:\users\boost_1_45_0\boost\checked_delete.hpp(34) : warning C4150: deletion of pointer to incomplete type 'Bar::Impl'; no destructor called
1>        c:\users\visual studio 2005\projects\checkeddeletetest\checkeddeletetest\bar.h(15) : see declaration of 'Bar::Impl'

我一回家就会用最近的 gcc 尝试这个。

我不明白发生了什么：在定义析构函数的地方（即在 Bar.cpp 中），可以使用 Bar::Impl 的定义，所以应该不会有任何问题。为什么这适用于 Foo 而不适用于 Bar？

我在这里缺少什么？

Answer 1

这是 boost::shared_ptr<> 的析构函数，要求在使用 boost::checked_deleter<> 删除器时对象是完整的。因为您将范围构造函数 Bar::Bar(I begin, I end) 放在头文件中，所以如果构造函数抛出异常，编译器必须生成销毁已构造成员的代码，因此它会尝试实例化 < code>boost::scoped_ptr::~scoped_ptr(void) 实例化此模板构造函数时。

将智能指针与 pimpl 一起使用不太有用。由于您通常需要提供一个析构函数，因此您也可以将 delete pimpl 放入该析构函数中并完成此操作。

Answer 2

来自 Boost Boost 文档：

请注意，scoped_ptr 要求 T 在销毁时是完整类型，但 shared_ptr 则不需要。

切换到shared_ptr，一切都应该很好——也不需要析构函数（空或其他）。如果您想让类成为不可复制的，以便它具有从scoped_ptr 获得的语义，请从boost::noncopyable 继承（私有）。