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c++ - unique_ptr、pimpl/forward 声明和完整定义

coder 2023-06-02 原文

我已经查看了问题 here和 here ，但仍然无法找出问题所在。

这是调用代码:

#include "lib.h"

using namespace lib;

int
main(const int argc, const char *argv[]) 
{
    return 0;
}

这是库代码:

#ifndef lib_h
#define lib_h

#include <string>
#include <vector>
#include <memory>

namespace lib
{

class Foo_impl;

class Foo
{
    public:
        Foo();
        ~Foo();

    private:
        Foo(const Foo&);
        Foo& operator=(const Foo&);

        std::unique_ptr<Foo_impl> m_impl = nullptr;

        friend class Foo_impl;
};

} // namespace

#endif

clang++ 给了我这个错误:

invalid application of 'sizeof' to an incomplete type 'lib::Foo_impl'
note: in instantiation of member function 'std::default_delete::operator()' requested

你可以看到我已经特别声明了 Foo 析构函数。我在这里还缺少什么？

最佳答案

Foo_impl 的实现必须在 std::unique_ptr<Foo_impl> m_impl = nullptr 中要求的实例化之前完成.

保留声明的类型(但未初始化)将修复错误(std::unique_ptr<Foo_impl> m_impl;)，然后您需要稍后在代码中对其进行初始化。

您看到的错误来自用于测试的技术的实现；不完整的类型。基本上，sizeof将导致仅前向声明的类型出错(即在代码/编译中使用时缺少定义)。

此处可能的修复方法如下所示；

class Foo_impl;

class Foo
{
  // redacted
  public:
    Foo();
    ~Foo();

  private:
    Foo(const Foo&);
    Foo& operator=(const Foo&);

    std::unique_ptr<Foo_impl> m_impl;// = nullptr;
};

class Foo_impl {
  // ...
};

Foo::Foo() : m_impl(nullptr)
{
}

为什么需要完整类型？

通过 = nullptr 实例化使用 copy initialisation并且需要声明构造函数和析构函数(对于 unique_ptr<Foo_impl> )。析构函数需要 unique_ptr 的删除函数默认情况下，调用 delete在指向 Foo_impl 的指针上因此它需要 Foo_impl 的析构函数，以及 Foo_impl 的析构函数未在不完整类型中声明(编译器不知道它的样子)。见 Howard's answer对此也是如此。

这里的关键是 调用 delete在不完整的类型上会导致未定义的行为(第 5.3.5/5 节)，因此在 unique_ptr 的实现中明确检查.

这种情况的另一种选择可能是使用 直接初始化，如下所示；

std::unique_ptr<Foo_impl> m_impl { nullptr };

关于非静态数据成员初始化器 (NSDMI) 以及这是否是需要成员定义存在的上下文似乎存在一些争论，至少对于 clang(可能还有 gcc)，这似乎是这样一个上下文。

关于c++ - unique_ptr、pimpl/forward 声明和完整定义，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/25850629/

unique_ptrampcodeFooFoo_implc++c++11language-lawyer

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