隐藏一个 C++标头中的类而不使用未命名的命名空间

Question

我正在编写一个 C++ 标头，其中定义了一个

class A {
   // ...
};

我想对外界隐藏的标头（因为它可能会在该标头的未来版本中更改甚至被删除）。

在同一个标​​头中还有一个类 B，它有一个类 A 的对象作为成员：

class B {
public:
   // ...

private:
   A a_;
};

从外部世界隐藏类 A 的正确方法是什么？

如果我将 A 的定义放在未命名的命名空间中，编译器会发出警告，因此我认为，由于内部链接问题，我应该做其他事情。

Answer 1

在 C++ 中进行此操作的正确方法是 PIMPL 惯用法。另一种解决方案是将要隐藏的类放入嵌套命名空间中，该命名空间通常称为detail。但这并不会使它完全私有，因为用户仍然会接触到它的依赖项，并且能够直接使用它。

Answer 2

你可以做一个内部类：

class B
{
  class A { /* ... */ };
  A a_;
}

Answer 3

记录此类不是公共 API 的一部分，不应使用。

在 C++ 中，您必须信任与库代码链接的程序，因为您别无选择。 C++ 具有有限的“访问控制”功能，其中许多功能可以被绕过或滥用，因此您最好尊重 API 客户端并建立信任。

如果您将 API 设计得易于正确使用，并且难以无意中错误使用，那么您将帮助您的客户，如果您的客户滥用您的界面，那也不是您的错。

Answer 4

无论如何，未命名的命名空间是没有用的，因为它只能保护多个定义。您可以做的是使用 pImpl Idiom（如其他答案中所述），或者使用 detail 命名空间。对于 Boost 来说效果很好：

namespace detail{
  class A{
    // ...
  };
}

class B{
public:
  // ...
private
  A a_;
};

任何人在 detail 命名空间中搞乱东西都是自找麻烦。或者可能更加模糊它

namespace _b_impl_detail{
  // ...
};

现在任何接触里面任何东西的人都应该被射中脚。 :)

Answer 5

不要让 B 类 持有 A 对象，而是让它持有 A* （或 shared_ptr） > 或 unique_ptr 等）。这样B类只需要A类的前向声明，并且A类可以在B类内部完全定义> 的源文件。

Answer 6

如果 A 是 B 的实现细节，则根本不要将其定义放在标头中。而是：

class B {

   ...
   class A * myA;
};

然后将A的定义放在B实现（即.cpp）文件中。

Answer 7

我想在 https://stackoverflow.com/a/5780976/1525238 上添加一个小增量，这对我有帮助更好地解决我的特殊用例，即“主”类是一个模板，“帮助/内部”类也必须是一个模板¹。

我使用了一个名为 detail 的嵌套命名空间，将所有“helper”内容设为私有，并使“main”类成为“helper”类的friend：

template<__MAIN_TEMPLATE_PARAMS__> class Main;

namespace detail {
    template<__HELPER_TEMPLATE_PARAMS__> class Helper {

        /* All Main templates are friends */
        template<__MAIN_TEMPLATE_PARAMS__> friend class Main; 

        /* Private stuff, not reachable from the outside */
        static void privateThing(){
            ...
        }
    };
}

template<__MAIN_TEMPLATE_PARAMS__> class Main {
    void usePrivateThing(){
        detail::Helper<__DESIRED_HELPER_TEMPLATE_PARAMS__>::privateThing();
    }
};

私有内容是 < code>static 上面只是为了让代码更短。它们很可能与 Helper 实例相关联。

回想起来，当然可以有更优雅的解决方案，涉及更少的黑魔法，但这在很大程度上取决于具体的应用。我仍然发现上述对于 friend 类来说是一个合法且不错的用例。

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¹ 这是因为我需要使用需要部分专业化的模板辅助函数，这是尚不允许的在 C++ 中，没有特殊原因，但技术上可以使用包装类。为了简单起见，上面省略了部分特化。