C++库设计：如何支持上层调试应用开发且不暴露额外公开API

问题描述 #

我希望基于自有C++库开发适配测试、调试等场景的调试应用，但不希望向终端用户暴露非必要的额外API。
举例来说，若需开发一款向终端用户可视化展示程序插件对库调用情况的应用，在无法使用携带调试信息的Release构建版本运行GDB、LLDB等标准调试器的前提下，应当如何设计对应的库与调试应用架构？

限制条件 #

• 必须兼容Windows平台（MSVC-2015）与Linux平台（GCC-8）
• 仅允许使用C++11标准
• 发布给终端用户的版本不可携带调试信息
• 程序运行时不可生成core dump文件
• 不可为调试需求新增额外公开API

预期需求（若可行） #

• 若无其他实现路径，在不新增public/protected API的前提下访问库核心类的私有成员即可满足需求。

参考可行方案 #

可在库的核心类中引入额外符号，将调试类声明为核心类的友元，核心类头文件示例代码如下：

class MyClassPrivate;
class MyClass {
public:
  friend class MyClassDebugger;

  int value() const;

private:
  friend class MyClassPrivate;
  std::unique_ptr<MyClassPrivate> impl_;
};

交付时向普通终端用户仅导出公开类头文件，类私有头文件不随公开版本分发。调试场景下，拿到私有头文件后仅需定义MyClassDebugger符号即可访问MyClass的私有实现，调试程序示例代码如下：

class MyClassDebugger {
public:
  void modify(MyClass& object)
  {
    object.impl_->value = 100;
  }
};

int main()
{
  MyClass object;
  MyClassDebugger().modify(object);
  std::cout << object.value() << std::endl;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ghasem Ramezani