C++中句柄类小结

句柄类，也就是handle class，是C++中的一种重要的面向对象方法，其作用有两条：1. 减少头文件的编译依赖关系，让文件间的编译更加独立；2. 增加系统安全性，把类的实现细节和声明完全的分离开，让类的实现细节对于用户完全的不可见，增加信息的安全性。

 

句柄类实际我在很多代码中都见过，一些标准化的代码几乎全都用句柄类来实现，而原因正是以上两条。在一些大型的系统中，编译源文件的代价往往非常大，特别是一些核心文件，往往很小的代码改动就能引起整个系统的重新编译，由于系统存在诸多的包含依赖关系，因此编译的过程中会先去检测外部包含文件是否改动，而外部包含文件如果仍然存在外部包含，那编译器就会继续检测，直到检测不到为止，这个过程往往非常的漫长，而编译却是系统开发中最普遍的行为之一，因此，编译的低效率可以直接导致系统开发的低效率，所以说，提高编译效率对于系统开发来说非常有意义。想改善这种状况，就要降低源文件的包含依赖性，而想降低源文件依赖性，最直接的方法就是减少头文件的包含，也就是在头文件中减少#include的使用，而改用类前置声明，这要求开发者在类中不能定义实体，只能定义指针，而如果要用到类中方法的话，则可以在实现文件中（大多数情况是CPP文件），包含特定的类即可，这种做法在代码层面上来看就是：头文件全部都是类的前置声明，而CPP文件里则会有部分include代码的存在。这么做就达到了增加编译效率的目的，比如说三个类A、B、C，三个类存在这样的依赖关系：A包含B，B包含C，如果按照传统的方法，如果C中改动了一个数据成员，那么A和B全部都需要重新编译，那么编译的代价就是对A、B、C三个文件全部重新编译，那么如果改用句柄类，那么C的改动，就引起不了A和B的重新编译，因为A和B只包含了C的前置声明，而没有包含C的类定义，因此重编译的代价仅仅是一个文件而已。

 

这种方式的另一个好处是实现了类数据成员和函数接口的完全分离，增加了系统的安全性，很多人有个误解，认为类的数据成员属于类声明的部分，而不是类实现，这是错的，实际上一个数据成员建立，会在无形中调用构造方法、设置内存等等，只不过这些东西都是编译器做的，程序员看不到而已。在一些完全的面向对象语言里（比如JAVA），类的实现和类的声明是完全分离的，虽然用户有时候会把类的数据成员和数据方法定义到一块，但是编译器却并不会直接在类的主体中直接定义实体，而仅仅是定义了一个地址而已，而在实现部分，才会分配实体的内存。而在C++中如果想这么做，就需要句柄类的帮忙，也就是把一个类拆分成两个类，一个负责数据成员，一个负责数据方法，数据成员类只提供基本的数据和基本的数据操作函数，而数据方法则提供真正的用户接口。我在阅读QWT源代码的时候，看到了一种非常好的实现句柄类的方法，QWT中，把数据类定义成了句柄类的内部类，而数据成员声明成了public，虽然是这样，但是却并不会影响数据的安全性，因为内部与的作用域仅仅在外部类内部而已，这样的话，就既实现了句柄类对数据的控制，又实现了函数接口和数据的分离。