Using Interfaces in C++
original url form : http://www.codeguru.com/cpp/cpp/cpp_mfc/oop/article.php/c9989/Using-Interfaces-in-C.htm
在C++中使用接口
Jose Lamas Rios发表于2005/6/27
摘要
目前, 无论是在Java和C＃（以及许多其他语言）中, 接口都是一个强大的语言特性. 但是C++中情况却不同.
多年来, 我们的团队使用了一种方法, 在C++中实现了接口的概念. 这种方法如下所述.
从VS7开始，MS扩展的语言特性指向了同样的方法，允许编译器执行大多数接口的定义特征.
当然, 托管的C++扩展支持的定义和实现都是.Net接口. 不过这些机制之间的差异，你应该考虑。
背景
接口描述的行为和类的定义不涉及到具体实现, 代表了提供者和调用者之间的约定. 从调用者的角度定义需求, 必须提供服务, 不需要考虑如何实现.
如果你不熟悉的接口的概念，以及何时和如何使用它来提高你的设计能力. 下面的MSDN文章可能对您有帮助. 涉及到VB用户升级到VB.Net.
但是极好的解释了在面向对象的语言中使用接口的基本思路. Inheritance and Interfaces, by Andy Baron
介绍
1999年11月左右，我定义了一个方法声明C + +接口.使用类实现它们，只需使用几个宏和遵守一些基本的规则.
我着重声明，我不主张这种技术“发明”,虽然它是自主开发.
基于Roberto Lublinerman的宝贵意见, 以及互联网上的相关文章, 我开始思考.
这些天来，该解决方案可以通过使用微软扩展，在高版本的C+ +编译器中实现，我们一步一步来重现。
第一个版本
首先，在头文件中定义一些宏，包括在工程中的预编译头文件中.
/// @file CppInterfaces.h
#ifndef __CPP_INTERFACES_H__
#define __CPP_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
#endif
为了使用这些宏，你可以按照以下方式声明一个接口:
/// @file IBar.h #ifndef _IBAR_H__ #define _IBAR_H__ #include <CppInterfaces.h> // // IBar.h // DeclareInterface(IBar) virtual int GetBarData() const = 0; virtual void SetBarData(int nData) = 0; EndInterface #endif
/// @file Foo.h
#ifndef __FOO_H__
#define __FOO_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
{
// stuff...
}
virtual void SetBarData(int nData)
{
// stuff...
}
};
#endif
容易，是不是？没有耗费太多的精力，现在就能够使用的C++的接口。然而，因为C++语言不直接支持接口，不能在编译时自动执行.
毕竟，所有的编译器可以看到的是使用普通的旧多重继承和抽象基类。下面是一些建议，需要遵循的规则：
* 当声明一个类，使第一个基类为“结构性”的继承。 （例如：CFrameWnd的派生于CWnd，CBitmapButton的派生于CButton，YourDialog从CDialog派生的，等等。）如果你是从MFC类派生，这一点尤为重要; 宣布他们的第一个基类，避免打破MFC的RuntimeClass机制。
* 使用额外的基类，实现你需要的接口。 （例如：类Foo, 共有继承于BasicFoo，实现IBar接口，实现IOther接口，实现IWhatever接口，...）
* 不在接口内声明任何成员变量。接口是为了表达行为，而不是数据。此外，这有助于避免一些问题，例如要使用多个“结构性”的继承时, 多次继承一个相同的接口。
* 所有成员函数声明为纯虚接口. 保证实例化的类实现每一个声明的接口.
* 接口只能从其他接口继承. 可以使用DeclareBasedInterface()宏.
* 用类指针实现接口指针
* 此外, 使用dynamic_cast给出一种方法, 去决定是否实现一个给定的接口
* 必须要小心，避免在不同的接口功能之间的名称冲突，因为它是不容易发现和解决的冲突.
评估
我发布的技术文档来自我的博客, 一些读者关注以下话题.* 为什么使用这些宏? 这些宏并没有做任何特别的事, 比起下面的旧宏没有提高可读性
#define begin {
#define end }
* 也许接口是java/c#开发者的一根有用拐杖. 但是如果开发者需要这样的拐杖, 可能会带来其他问题.
如果你看看DeclareInterface和DeclareBasedInterface宏，你会注意到，至少有东西正被执行：每个类实现一个接口有一个虚析构函数。您可能会或可能不会认为这是非常重要的，但有情况下，缺乏一个虚析构时会造成问题。考虑下面的代码，例如：
// CppInterface.cpp : Defines the entry point for the console application.
//
#include "stdafx.h"
#include "BarFactory.h"
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
IBar* pBar = BarFactory::CreateNewBar(BarFactory::eFoo);
pBar->SetName(_T("MyFooBar"));
// Use pBar as much as you want,
// ...
// and then just delete it when it's no longer needed
delete pBar; // Oops!
_tprintf(_T("EDN\n"));
/// run results
/**
>> ~Foo()
m_pName was be free
EDN
*/
getchar();
}
如果析构函数不是虚函数, 在 delete pBar时, 执行不到析构函数, 资源就不能被释放.
/// @file BarFactory.h
#ifndef __BAR_FACTORY_H__
#define __BAR_FACTORY_H__
#include "Foo.h"
class BarFactory
{
public:
enum BarType {eFaa, eFee, eFii, eFoo, eFuu};
static IBar * CreateNewBar(BarType barType)
{
switch (barType)
{
// case eFaa:
// return new Faa; ///< 一些象 Foo 一样的实例
// case eFee:
// return new Fee; ///< 一些象 Foo 一样的实例
// case eFii:
// return new Fii;
case eFoo:
return new Foo;
// case eFuu:
// return new Fuu; ///< 一些象 Foo 一样的实例
default:
return NULL;
}
}
};
#endif
/// @file CppInterfaces.h
#ifndef __CPP_INTERFACES_H__
#define __CPP_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
#endif
/// @file Foo.h
#ifndef __FOO_H__
#define __FOO_H__
#include "IBar.h"
class Foo : implements IBar
{
// Internal data
private:
LPCTSTR m_pName;
// Construction & Destruction
public:
Foo()
{
m_pName = NULL;
}
~Foo()
{
_tprintf(_T(">> ~Foo()\n"));
ReleaseName();
}
// Helpers
protected:
void ReleaseName()
{
if (m_pName != NULL)
{
_tprintf(_T("m_pName was be free\n"));
free((VOID *)m_pName);
m_pName = NULL;
}
}
// IBar implementation
public:
virtual LPCTSTR GetName() const
{
return m_pName;
}
virtual void SetName(const LPCTSTR name)
{
ReleaseName();
m_pName = _tcsdup(name);
}
};
#endif
/// @file IBar.h #ifndef _IBAR_H__ #define _IBAR_H__ #include "CppInterfaces.h" // // IBar.h // DeclareInterface(IBar) virtual LPCTSTR GetName() const = 0; virtual void SetName(const LPCTSTR name) = 0; EndInterface #endif
// stdafx.h : include file for standard system include files, // or project specific include files that are used frequently, but // are changed infrequently // #pragma once #include "targetver.h" #include <windows.h> #include <stdio.h> #include <tchar.h> #include <tchar.h> // TODO: reference additional headers your program requires here
使用DeclareInterface和EndInterface做配对使用, 能看到她的实际价值和意图：实现接口的概念，而不是任何一种类继承。
说句公道话，我相信读者关心其他的事情，这些宏除了唯一的纯虚函数并没有实例数据, 不能强制实现接口。但是，至少，如果您使用DeclareInterface和EndInterface，接口包含任何实例数据或者非纯虚拟函数应该是很容易发现。 按照Joel Spolsky的说法，这些宏还帮助“查看错误代码”。
翻译后记: 原文中还有关于利用MSVS7以上版本的语言扩展, 使用__interface关键字的新宏, 但是我用vs2008编译不过了. 现在工作中的应用是纯Win32C++做应用层组件, 使用MS扩展对我没什么用处, 而且可能带来负面效果. 上面的接口模拟宏已经足够好用, 结束~