当我们可以在C ++中将接口用于相同目的时，PImpl模式有什么意义？

我看到很多在C ++中使用PImpl惯用语的源代码。我假设它的目的是隐藏私有数据/类型/实现，因此它可以消除依赖关系，然后减少编译时间和标头包含问题。

但是C ++中的interface / pure-abstract类也具有此功能，它们也可以用于隐藏数据/类型/实现。为了让调用者在创建对象时只看到接口，我们可以在接口的头中声明一个工厂方法。

比较为：

1. 费用：

   接口方式的成本较低，因为您甚至不需要重复公共包装器函数的实现void Bar::doWork() { return m_impl->doWork(); }，您只需要在接口中定义签名即可。

2. 很好理解：

   每个C ++开发人员都可以更好地理解接口技术。

3. 性能：

   接口方式的性能并不比PImpl成语差，两者都需要额外的内存访问。我认为性能是一样的。

以下是伪代码来说明我的问题：

// Forward declaration can help you avoid include BarImpl header, and those included in BarImpl header.
class BarImpl;
class Bar
{
public:
    // public functions
    void doWork();
private:
    // You don't need to compile Bar.cpp after changing the implementation in BarImpl.cpp
    BarImpl* m_impl;
};

可以使用接口实现相同的目的：

// Bar.h
class IBar
{
public:
    virtual ~IBar(){}
    // public functions
    virtual void doWork() = 0;
};

// to only expose the interface instead of class name to caller
IBar* createObject();

那么PImpl有什么意义呢？

首先，PImpl通常用于非多态类。而且当多态类具有PImpl时，它通常仍然是多态的，即仍然实现接口并覆盖基类中的虚方法，依此类推。所以PImpl的简单实现不是接口，它是一个直接包含成员的简单类！

使用PImpl的三个原因：

1. 使二进制接口（ABI）独立于私有成员。可以在不重新编译从属代码的情况下更新共享库，但前提是二进制接口保持不变。现在，除了添加非成员函数和添加非虚拟成员函数以外，标头中的几乎所有更改都会更改ABI。PImpl习惯用法将私有成员的定义移到源中，从而使ABI与他们的定义脱钩。请参阅脆弱的二进制接口问题

2. 当标题更改时，包括它的所有源都必须重新编译。C ++编译速度很慢。因此，通过将私有成员的定义移至源中，PImpl惯用语减少了编译时间，因为需要在标头中提取较少的依赖项，并减少了修改后的编译时间，因为不需要重新编译依赖项（好的，这也适用于带有隐藏的具体类的interface + factory函数）。

3. 对于C ++中的许多类，安全性是重要的属性。通常，您需要在一个类中组合多个类，以便在对一个以上成员进行抛出操作时，如果没有一个成员被修改，或者您进行的操作会导致该成员抛出异常而处于不一致状态，并且需要保留包含对象一致的。在这种情况下，您可以通过创建PImpl的新实例来实现该操作，并在操作成功时交换它们。

实际上，接口也可以仅用于实现隐藏，但是具有以下缺点：

1. 添加非虚拟方法不会破坏ABI，但是添加虚拟方法却可以。因此，接口根本不允许添加方法，PImpl允许。

2. 接口只能通过指针/引用使用，因此用户必须注意适当的资源管理。另一方面，使用PImpl的类仍然是值类型，并在内部处理资源。

3. 隐藏的实现不能被继承，带有PImpl的类可以被继承。

当然，界面对异常安全性无济于事。为此，您需要在类内部进行间接调用。

我只想解决您的性能问题。如果使用接口，则必须创建虚拟函数，编译器的优化器不会内联这些虚函数。可以（而且可能会因为它们太短）内联PIMPL函数（如果IMPL函数也很小，则可能不止一次）。除非您使用需要很长时间才能完成的完整程序分析优化，否则无法优化虚拟函数调用。

如果您的PIMPL类不是以对性能至关重要的方式使用的，那么这一点并不重要，但是您认为性能相同的假设仅在某些情况下成立，而并非在所有情况下都成立。

此页面回答您的问题。许多人同意您的主张。与私有字段/成员相比，使用Pimpl具有以下优点。

1. 更改类的私有成员变量不需要重新编译依赖于该类的类，因此使生成时间更快，并且减少了FragileBinaryInterfaceProblem。
2. 头文件不需要#include私有成员变量中“按值”使用的类，因此编译时间更快。

Pimpl习惯用法是一种编译时优化，一种打破依赖的技术。减少大型头文件。它将您的标头减少为仅公共接口。考虑C ++的工作原理，标头长度很重要。#include有效地将头文件连接到源文件-因此请记住，经过预处理的C ++单元可能非常大。使用Pimpl可以缩短编译时间。

还有其他更好的依赖打破技术-涉及改进您的设计。私有方法代表什么？什么是单一责任？他们应该是另一类吗？