面向?qū)ο蟮恼Z言諸如JAVA提供了Interface來實(shí)現(xiàn)接口,但C++卻沒有這樣一個東西,盡管C++通過純虛基類實(shí)現(xiàn)接口,譬如COM的C++實(shí)現(xiàn)就是通過純虛基類實(shí)現(xiàn)的(當(dāng)然MFC的COM實(shí)現(xiàn)用了嵌套類),但我們更愿意看到一個諸如Interface的東西。下面就介紹一種解決辦法。
首先我們需要一些宏:
//
// Interfaces.h
//
#define Interface class
#define DeclareInterface(name) Interface name { \
public: \
virtual ~name() {}
#define DeclareBasedInterface(name, base) class name :
public base { \
public: \
virtual ~name() {}
#define EndInterface };
#define implements public
有了這些宏,我們就可以這樣定義我們的接口了:
//
// IBar.h
//
DeclareInterface(IBar)
virtual int GetBarData() const = 0;
virtual void SetBarData(int nData) = 0;
EndInterface
是不是很像MFC消息映射那些宏啊,熟悉MFC的朋友一定不陌生。
現(xiàn)在我們可以像下面這樣來實(shí)現(xiàn)我們的接口了:
//
// Foo.h
//
#include "BasicFoo.h"
#include "IBar.h"
class Foo : public BasicFoo, implements IBar
{
// Construction & Destruction
public:
Foo(int x) : BasicFoo(x)
{
}
~Foo();
// IBar implementation
public:
virtual int GetBarData() const
{
// add your code here
}
virtual void SetBarData(int nData)
{
// add your code here
}
};
怎么樣,很簡單吧,并不需要做很多的努力我們就可以在C++中使用接口了。然而,由于這并不是語言本身所直接支持的特性,所以我們需要遵循一些規(guī)則:
a) 聲明一個類的時候,如果你的類除了要從接口類繼承外還要從另一個類繼承(結(jié)構(gòu)上的繼承,即is a關(guān)系),則把這個類作為第一個基類,就像我們平時做的一樣,譬如CFrameWnd從CWnd繼承,CBitmapButton從CButton繼承,CMyDialog從CDialong繼承。當(dāng)你要從MFC類派生的時候,這尤其重要,把他們聲明為第一個基類以避免破壞MFC的RuntimeClass機(jī)制。
b) 其他的基類緊跟其后,有多少就跟多少,如果你需要的話。譬如:class Foo : public BasicFoo, implements IBar, implements IOther, implements IWhatever, ...
c) 接口類里面不要聲明任何成員變量。接口類僅用于描述行為而不是數(shù)據(jù)。當(dāng)你要作多重繼承時,這樣做可以避免數(shù)據(jù)成員被從同一個接口類多次繼承。
d) 接口類的所有成員函數(shù)定義為純虛函數(shù)。這可以確保你的實(shí)現(xiàn)類來實(shí)現(xiàn)這些函數(shù)的全部,當(dāng)然你也可以在抽象類實(shí)現(xiàn)部分函數(shù),只要在你的派生類里實(shí)現(xiàn)剩下的函數(shù)。
e) 不要從除了接口類的其他任何類派生你的接口類。DeclareBasedInterface()可以做到這個.普通類可以選擇實(shí)現(xiàn)基接口還是派生的接口,后面一種意味著兩者都要實(shí)現(xiàn)。
f) 將一個指向?qū)崿F(xiàn)接口的類的指針賦值給一個指向該接口類的指針是不需要強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的,但反過來將一個接口類的指針賦值給一個實(shí)現(xiàn)該接口的類的指針就需要一個顯式的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。事實(shí)上我們可能會使用多重繼承,這樣這些轉(zhuǎn)換我們就不能使用老式的轉(zhuǎn)換。不過使用運(yùn)行時類型信息(使用/GR選項(xiàng))和動態(tài)類型轉(zhuǎn)換可以很好的工作當(dāng)然也更安全。
g) 此外dynamic_cast為你提供了一種查詢一個對象或接口是否實(shí)現(xiàn)了一個指定的接口的途徑。
h) 你還要非常小心的避免不同接口函數(shù)的命名沖突。
如果你仔細(xì)觀察DeclareInterface 和 DeclareBasedInterfaca宏你會發(fā)現(xiàn)有一個操作是必須的:每個接口類都有一個虛析構(gòu)函數(shù)。你可能認(rèn)為這不重要,但是如果沒有這個就可能會導(dǎo)致一些問題,看看下面的例子:
DeclareInterface(IBar)
virtual LPCTSTR GetName() const = 0;
virtual void SetName(LPCTSTR name) = 0;
EndInterface
class Foo : implements IBar
{
// Internal data
private:
char* m_pName;
// Construction & Destruction
public:
Foo()
{
m_pName = NULL;
}
~Foo()
{
ReleaseName();
}
// Helpers
protected:
void ReleaseName()
{
if (m_pName != NULL)
free(m_pName);
}
// IBar implementation
public:
virtual const char* GetName() const
{
return m_pName
}
virtual void SetName(const char* name)
{
ReleaseName();
m_pName = _strdup(name);
}
};
class BarFactory
{
public:
enum BarType {Faa, Fee, Fii, Foo, Fuu};
static IBar CreateNewBar(BarType barType)
{
switch (barType)
{
default:
case Faa:
return new Faa;
case Fee:
return new Fee;
case Fii:
return new Fii;
case Foo:
return new Foo;
case Fuu:
return new Fuu;
}
}
};
就像你看到的一樣,這里有一個類工廠,它根據(jù)BarType來創(chuàng)建一個IBar的實(shí)現(xiàn),當(dāng)你使用完以后你當(dāng)然希望要delete該對象,你會像下面這樣做:
int main()
{
IBar* pBar = BarFactory::CreateBar(Foo);
pBar->SetName("MyFooBar");
// Use pBar as much as you want,
// 
// and then just delete it when it's no longer needed
delete pBar; // Oops!
}
delete pBar 做了什么取決于該對象是否有一個虛析構(gòu)函數(shù)。如果Foo沒有一個虛析構(gòu)函數(shù),則只有IBar 的隱式的空析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用,F(xiàn)oo的析構(gòu)函數(shù)不會被調(diào)用,這樣就發(fā)生了內(nèi)存泄露。接口類里虛析構(gòu)函數(shù)的聲明避免了這用狀況,它確保每個實(shí)現(xiàn)接口的類都有一個虛析構(gòu)函數(shù)。
當(dāng)你使用DeclareInterfac的時候,記得使用EndInterface和它匹配。Interface 宏和 implements宏僅僅是代替了class和public,這看起來是多余的,但我認(rèn)為它們更明確的表達(dá)了代碼的意圖。如果我這么寫:class Foo : public IBar,你可能認(rèn)為這只是一個簡單的繼承;但如果我這么寫:class Foo: implements IBar,你就會看到它實(shí)際的價值和意圖---這是對一個接口的實(shí)現(xiàn),而不是簡單的一次繼承。