不透明なポインタ

コンピュータ プログラミングにおいて、不透明ポインタは不透明データ型の特殊なケースであり、不特定の型の レコードまたはデータ構造へのポインタとして宣言されたデータ型です。

不透明ポインターは、 Ada、C、C++、D、Modula-2などのいくつかのプログラミング言語に存在します。

言語が強く型付けされている場合、不透明なポインタ型Tに関する他の情報を持たないプログラムやプロシージャでも、変数、配列、およびT型のレコード フィールドを宣言し、その型の値を割り当て、それらの値が等しいかどうかを比較することができます。ただし、そのようなポインタを逆参照することはできず、不足している情報を持つプロシージャを呼び出すことによってのみ、オブジェクトの内容を変更することができます。

不透明ポインタは、通常のクライアントからインタフェースの実装の詳細を隠す方法であり、これにより、それを使用するモジュールを再コンパイルすることなく実装を変更できます。これにより、単純なインタフェースを作成でき、ほとんどの詳細を別のファイルに隠すことができるため、プログラマにとってもメリットがあります。^[1]これは、たとえば、 共有ライブラリの異なるバージョンを介してバイナリコードの互換性を提供するために重要です。

この手法は、デザインパターンではブリッジパターンとして説明されています。特にC++コミュニティでは、「ハンドルクラス」^[2] 、 「Pimplイディオム」（「実装へのポインタイディオム」の略）、^[3]、「コンパイラファイアウォールイディオム」、「dポインタ」または「チェシャ猫」と呼ばれることもあります。^[2]

パッケージ Library_Interface は

    ハンドル 型は限定プライベートです 。 

   -- オペレーション...

private 
   type  Hidden_​​Implementation ;     -- パッケージ本体で定義される
   type  Handleは 、 access  Hidden_​​Implementation ; 
end  Library_Interface ;

この型は、Handle仕様では定義されていない実際の実装への不透明なポインタです。この型はプライベートであるだけでなく (クライアントが型に直接アクセスすることを禁止し、操作を通じてのみアクセスできるようにするため)、制限もされている (データ構造のコピーを回避し、ぶら下がり参照を防止するため) ことに注意してください。

パッケージ 本体 Library_Interface は

   type  Hidden_​​Implementation  is  record 
      ...     -- 実際の実装は何でも構いません
   end record ;

   -- 操作の定義...

 Library_Interfaceを終了します。

これらのタイプは、Ada 83のいわゆるタフト修正条項で導入されたため、Ada 95の主な設計者であるタッカー・タフトにちなんで「タフトタイプ」と呼ばれることもあります。 ^[5]

/* オブジェクト */

構造体obj ; 

/* 
* コンパイラは struct obj を不完全な型と見なします。不完全な型は
宣言で使用できます。
*/

size_t obj_size ( void ); 

void obj_setid (構造体obj * 、int );    

構造体objのIDを取得する。   

/* オブジェクト */

#include "obj.h" 

構造体obj { int id ; };  
     


/* 
* 呼び出し側が割り当てを処理します。
* 必要な情報のみを提供します
*/

size_t obj_size ( void ) { sizeof ( struct obj )を返します。 }  
      


void obj_setid ( struct obj * o , int i ) { o -> id = i ; }      
      


int obj_getid ( struct obj * o ) {戻り値o -> id ; }    
     

この例では、 C 言語を使用してオブジェクト指向プログラミングの情報隠蔽(カプセル化) の側面を実現する方法を示します。 の定義を変更する場合、 APIも変更されない限り、ヘッダー ファイルを使用するプログラム内の他のモジュールを再コンパイルする必要はありません。関数が渡されたポインタが でないことを確認することが望ましい場合もありますが、簡潔にするために、上記ではそのようなチェックは省略されています。 struct objobj.hNULL

/* パブリッククラス.h */

#include <メモリ> 

class PublicClass { public : PublicClass (); // コンストラクタPublicClass ( const PublicClass & ); // コピーコンストラクタPublicClass ( PublicClass && ); // 移動コンストラクタPublicClass & operator = ( const PublicClass & ); // コピー代入演算子PublicClass & operator = ( PublicClass && ); // 移動代入演算子~ PublicClass (); // デストラクタ  
 
                                 
                
                    
      
          
                                

  // その他の操作...

 private : 
struct CheshireCat ; // ここでは定義されていませんstd :: unique_ptr < CheshireCat > d_ptr_ ; // 不透明なポインタ};                      
     

/* パブリッククラス.cpp */

#include "PublicClass.h" 

構造体PublicClass :: CheshireCat { int a ; int b ; };  
   
   


PublicClass :: PublicClass () 
: d_ptr_ ( std :: make_unique < CheshireCat > ()) { // 何もしません。}      
  


PublicClass :: PublicClass ( const PublicClass & other ) : d_ptr_ ( std :: make_unique < CheshireCat > ( * other . d_ptr_ )) { // 何もしません。}  
      
  


PublicClass :: PublicClass ( PublicClass && other ) = default ;   

PublicClass & PublicClass :: operator = ( const PublicClass & other ) { * d_ptr_ = * other . d_ptr_ ; return * this ; }    
    
   


PublicClass & PublicClass ::演算子= ( PublicClass && ) =デフォルト;   

PublicClass ::~ PublicClass () =デフォルト;  

dポインタパターンは不透明ポインタの実装の1つです。これは、その利点（下記参照）のため、C++クラスでよく使用されます。dポインタは、構造体のインスタンスを指すクラスのプライベートデータメンバーです。この方法により、クラス宣言でdポインタ自体を除くプライベートデータメンバーを省略できます。^[6]その結果、

• クラスの実装の多くは隠されています
• プライベート構造に新しいデータメンバーを追加してもバイナリ互換性には影響しません。
• クラス宣言を含むヘッダー ファイルには、クラスの実装ではなく、クラス インターフェイスに必要なファイルのみを含める必要があります。

副次的な利点としては、ヘッダー ファイルの変更頻度が少ないため、コンパイルが高速になることが挙げられます。ただし、d ポインタ パターンの欠点として、ポインタ (動的ストレージ内のオブジェクトへのポインタなど) を介した間接的なメンバー アクセスが挙げられます。このアクセスは、単純な非ポインタ メンバーへのアクセスよりも遅くなる場合があります。d ポインタは、Qt [ ^7]やKDEライブラリで頻繁に使用されます。

• アプリケーションバイナリインターフェース
• ハンドル（コンピューティング）
• プログラミングのイディオム

ウィキブックAdaプログラミングには、 Taft型に関するページがあります。

Wikibook C++プログラミングには、実装へのポインタ（pImpl）イディオムに関するページがあります。

• ピンプルの慣用句
• コンパイルファイアウォールまたはコンパイルファイアウォール
• ファスト・ピンプルのイディオム
• D ポインタ — KDE TechBase
• 「ポインタと乱数とのXOR演算」[1][2]を行うと、結果は「本当に不透明な」ポインタになります[3]。
• ニキビを簡単に、ウラジミール・バトフ