在不使用未命名命名空间的情况下在标头中隐藏 C++ 类

Question

我正在编写一个 C++ 头文件，在其中定义了一个

class A {
   // ...
};

我想对外界隐藏（因为它可能会在此标头的未来版本中更改甚至删除）。

在同一个头文件中还有一个类 B，它有一个类 A 的对象作为成员：

class B {
public:
   // ...

private:
   A a_;
};

向外界隐藏A类的正确方法是什么？

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++ 中正确的方法是PIMPL idiom。 另一种解决方案是将要隐藏的类放入嵌套命名空间中，通常称为detail 。 但这不会使它完全私有，因为用户仍然会接触到它的依赖项，并且可以直接使用它。

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，您必须信任与您的库代码链接的程序，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，因此您最好尊重并建立信任来对待您的 API 客户端。

如果您将 API 设计为易于正确使用且难以误用，那么您将帮助您的客户，如果您的客户滥用您的界面，这几乎不是您的错。

Answer 4

无论如何，未命名的命名空间是无用的，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。 适用于 Boost：

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

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

任何在detail命名空间中弄乱东西的人都是在自找麻烦。 或者也许更模糊它

namespace _b_impl_detail{
  // ...
};

任何现在触碰里面任何东西的人都应该被射中脚。 :)

Answer 5

不是class B持有A对象，而是持有A* （或shared_ptr<A>或unique_ptr<A>等）。 这样class B只需要class A class A的前向声明， class A class A可以在class B的源文件中完全定义。

Answer 6

如果 A 是 B 的实现细节，则根本不要将其定义放在标题中。 反而：

class B {

   ...
   class A * myA;
};

然后把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，这有助于我更好地解决我的特殊用例，即“main”类是模板，“helper/inner”类也必须是模板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();
    }
};

上面的私有内容是static ，只是为了使代码更短。 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特定的应用程序。 我仍然发现上面是一个合法的，很好的friend类用例。

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¹这是因为我需要使用一个需要部分特化的模板辅助函数，这在 c++ 中是不允许的，没有特别的原因，但技术上可以使用包装类。 为简单起见，上面省略了部分专业化。