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C++類的動態(tài)組件化技術(shù)

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C++類的動態(tài)組件化技術(shù)

  論文關(guān)鍵詞:COM組件 接口 生命周期 C++類 ATL組件類 C++基類 ATL模板基類 繼承

  論文摘要:在組件化編程的時代,如何復(fù)用累積的大量沒有組件特性的C++類?本文從工程的角度對這一問題進(jìn)行探討,利用現(xiàn)有組件技術(shù),提出了一套將C++類平滑過渡到COM組件的完整解決方案。

  1. 問題的提出

  自從Microsoft公布了COM(Component Object Model,組件對象模型,簡稱COM)技術(shù)以后,Windows平臺上的開發(fā)模式發(fā)生了巨大的變化,以COM為基礎(chǔ)的一系列組件技術(shù)將Windows編程帶入了組件化時代,傳統(tǒng)的面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法已經(jīng)逐漸被面向組件的方法所取代。

  COM標(biāo)準(zhǔn)建立在二進(jìn)制可執(zhí)行代碼級的基礎(chǔ)上,不論何種工具、開發(fā)的組件,只要符合COM規(guī)范,就可復(fù)用于VC、VB、Delphi、BC等各種開發(fā)中。COM的語言無關(guān)性將軟件復(fù)用的層次從源代碼級推進(jìn)到了二進(jìn)制級,復(fù)用更方便,也更安全。

  然而,COM技術(shù)帶來全新的軟件設(shè)計和開發(fā)模式的同時,也帶來了新的問題。

  許多軟件公司在開發(fā)自己的軟件產(chǎn)品過程中,都累積了大量C++類,這些代碼設(shè)計精良,功能完備,以面向?qū)ο蟮臉?biāo)準(zhǔn)來無可挑剔。然而,這些代碼不支持COM,將無法在COM時代繼續(xù)被復(fù)用。如果它們在軟件組件化的趨勢中被淘汰,那對軟件公司和開發(fā)人員來說都是極大的損失。

  COM專家Don Box曾說過,“COM is a super C++”。這給了我們一個啟示,是否可以實現(xiàn)一種技術(shù),能夠動態(tài)的為普通C++類加上一層COM的封裝呢?這樣,既可以保持這些代碼自身的完整和特性,使它們能繼續(xù)應(yīng)用于原來的系統(tǒng),也可以在需要作為組件使用的時候,把它們動態(tài)轉(zhuǎn)變成組件,復(fù)用于新系統(tǒng)。

  一個自然而然的想法是,為每一個C++類開發(fā)一個只暴露一個接口的COM組件,將原C++類的每個public方法都對應(yīng)于該接口的一個方法,接口方法的實現(xiàn)可以簡單的調(diào)用相對應(yīng)的C++類方法即可。這樣,程序由原有的C++類控制,但COM層的封裝則由組件提供。基本思路如下圖所示:

  

  本文就這一技術(shù)展開討論,最終提供一套由普通C++類平滑過渡到COM組件的完整解決方案。我們選用ATL(Active Template Library,活動模板庫,簡稱ATL)作為COM組件的開發(fā)工具,開發(fā)環(huán)境為Visual Studio 6.0。如沒有特殊說明,下文中的“C++類”指沒有組件特性C++類,“C++對象”指C++類的實例;“ATL組件類”指用于包裝的ATL類,“ATL對象”指ATL組件類的實例。

  2. 用ATL包裝C++類

  按上述思路將C++對象動態(tài)組件化后,所得的組件實際上由兩部分組成:ATL組件對象和綁定的C++對象。兩者的生命周期互相牽制,但要保持一致。生命周期的是C++類動態(tài)組件化的首要難點。

  C++類分為兩種,一種是簡單的C++類,一種是集合型的C++類。集合型的C++對象管理一組C++對象,負(fù)責(zé)其創(chuàng)建和刪除,維護(hù)它們的生命周期。下面,分別就簡單C++類和集合型C++類的組件化技術(shù)進(jìn)行說明,展示解決方案的核心技術(shù)。

  2.1. 簡單C++類的組件化

  為使ATL組件類可以自由調(diào)用C++類的方法,需要:

  l 為ATL組件類安插一個指針成員變量,指向C++類

  l 提供ATL對象和C++對象的綁定機(jī)制

  我們可以在ATL組件類初始化時創(chuàng)建一個C++類,用成員變量m_pCPPObj記錄,在析構(gòu)時刪除,從而實現(xiàn)ATL組件類和C++類的天然綁定。但出于靈活性考慮,使得ATL組件對象可以綁定任意C++類的對象,我們?yōu)锳TL組件類添加一個綁定函數(shù)Link2CPPObj(CImplement* pObj)。

  在ATL組件類的構(gòu)造函數(shù)內(nèi),創(chuàng)建一個C++對象,用m_pCPPObj記錄。

  如果調(diào)用了Link2CPPObj,則將m_pCPPObj指向的對象刪除,改用傳入的C++對象。

  在ATL組件類的的析構(gòu)函數(shù)內(nèi),刪除其綁定的C++對象。由構(gòu)造函數(shù)和Link2CPPObj函數(shù)的定義可知,m_pCPPObj指針總是有意義的。

  簡單C++類組件化的思想如下圖所示:

  

  2.2. 集合型C++類的組件化

  集合型C++類的情況有所不同。

  集合型C++類以數(shù)組(array)、列表(list)、映射表(map)的形式其它C++對象。集合對象和它管理的元素對象都被包裝成組件后,集合型ATL對象可能調(diào)用一個“Destroy”方法,期望刪除某一個元素ATL對象;這一操作的實質(zhì)卻是,集合型C++對象的“Destroy”方法被調(diào)用,將元素C++對象刪除了,而元素ATL對象卻不知道。這一操作的結(jié)果導(dǎo)致了元素的ATL對象存在,而其綁定的C++對象卻被刪除的情況,兩者的生命周期出現(xiàn)了不一致。

  為了解決這個問題,我們需要在C++對象被刪除時,能將ATL對象同時刪除;而在ATL對象的引用計數(shù)為0需要刪除自身時,也能把C++對象刪除?尚械慕鉀Q方案是:

  l 在C++類中保存一個接口指針,指向綁定在一起的ATL對象;為該接口指針賦值的最佳地點顯然是提供綁定機(jī)制的Link2CPPObj函數(shù)內(nèi)部,為此,還需要給Link2CPPObj添加一個IUnknown*參數(shù)

  l 在C++類的析構(gòu)函數(shù)中,判斷該接口指針是否為空,如果不為空,則Release對接口的引用,引發(fā)ATL對象自身的析構(gòu)

  現(xiàn)在,技術(shù)方案如下圖所示:

  

  2.3. 內(nèi)部創(chuàng)建的組件和外部創(chuàng)建的組件

  集合型C++類組件化后仍然是集合型ATL組件,它可以創(chuàng)建、刪除自己管理的組件。這樣,組件的創(chuàng)建就可能有兩種情況:

  l 由客戶直接創(chuàng)建

  l 由客戶調(diào)用集合型組件的接口方法間接創(chuàng)建

  創(chuàng)建方式的不同導(dǎo)致了組件生命周期的復(fù)雜性。一般說來,組件的創(chuàng)建者負(fù)責(zé)維護(hù)組件的生命周期。上述兩種情況下,分別由客戶和集合型組件維護(hù)被創(chuàng)建組件的生命周期。然而,另有一種情況是,客戶創(chuàng)建了一個組件,然后送交一個集合型組件管理,現(xiàn)在維護(hù)組件生命周期的責(zé)任就由客戶轉(zhuǎn)交給了集合型組件。

  我們的解決方案必須提供這樣的健壯性和靈活性,以維護(hù)各種情況下組件的生命周期。我們?yōu)锳TL組件類添加一個BOO成員m_bInnerManage,作為組件的維護(hù)標(biāo)識。內(nèi)部維護(hù)意味著組件的生命周期由其它組件(集合型組件)維護(hù);外部維護(hù)則是由客戶維護(hù)。

  

  缺省情況下,組件是外部創(chuàng)建并維護(hù)的,在組件的構(gòu)造函數(shù)內(nèi)設(shè)置外部維護(hù)標(biāo)識。集合型組件創(chuàng)建元素時,需要為元素分別創(chuàng)建一個C++對象和一個ATL對象,然后調(diào)用ATL對象的Link2CPPObj函數(shù)將兩者綁定在一起,在Link2CPPObj函數(shù)內(nèi)修改維護(hù)標(biāo)識。對于第三種情況,可以在外部創(chuàng)建組件由客戶轉(zhuǎn)交給集合型組件時,在集合型組件相應(yīng)方法內(nèi)重新設(shè)置維護(hù)標(biāo)識。

  2.4. C++基類

  為了對現(xiàn)有C++類的改動最小,我們設(shè)計一個基類封裝需要為C++類添加的功能。所有需要動態(tài)組件化的C++類都必須從這個基類派生,以保證動態(tài)組件化中C++對象與ATL對象生命周期的一致。如下圖示:

  

  實現(xiàn)代碼如下所示:

class CCPP2ATLObjBase

{

       CCPP2ATLObjBase ();

public:

       // IUnknown指針,反指向封裝該CPP類的接口

       IUnknown*    m_pAssociATLUnk;

protected:

       virtual ~ CCPP2ATLObjBase ();

};

CCPP2ATLObjBase::CCPP2ATLObjBase()

{

       // 將IUnknown指針初始化為0

       m_pAssociATLUnk = NULL;

}

CCPP2ATLObjBase::~CCPP2ATLObjBase()

{

       // CPP類的對象析構(gòu)時,Release對接口的引用

       if (m_pAssociATLUnk)

              m_pAssociATLUnk->Release();

}

然后,修改現(xiàn)有各個C++類,使之從CCPP2ATLObjBase派生,如下面代碼片斷所示:

class CImplement : public CCPP2ATLObjBase

{

       ……

};

  必須指出的是,在CCPP2ATLObjBase基類中,我們設(shè)置的m_pAssociATLUnk變量存在和現(xiàn)有C++類成員命名沖突的問題。但是,考慮到原C++類并沒有組件特性,也應(yīng)該不會有“IUnknown”型指針,因此,只要各個類的變量命名都按照規(guī)范的命名法,出現(xiàn)這種名字沖突的可能性是極小的。

  2.5. ATL模板基類

  通過以上分析,我們發(fā)現(xiàn),所有的ATL組件類都需要實現(xiàn)一些相同的功能:

  l 保留一個指向其綁定C++對象的指針

  l 提供一個Link2CPPObj函數(shù)

  l 在構(gòu)造函數(shù)中創(chuàng)建一個綁定C++類的對象

  為了減化編碼,我們定義一個帶參數(shù)的模板基類,實現(xiàn)上述功能,模板參數(shù)就是綁定的C++類。然后,所有的ATL組件類都從模板基類中派生,F(xiàn)在的技術(shù)方案如下圖所示:

  

實現(xiàn)代碼如下所示:

template <class T>

class CCPP2ATLTemplateBase :

{

protected:

       // C++類指針

       T*          m_pCPPObj;

       // 標(biāo)識繼承該模板的ATL對象是否由內(nèi)部維護(hù)

       BOOL     m_bInnerManage;

public:

       /**********************************************************

         模板的構(gòu)造函數(shù),實現(xiàn)如下功能:

         1、new一個C++實現(xiàn)類對象

         2、缺省情況下,ATL對象由外部維護(hù),將內(nèi)部維護(hù)標(biāo)識設(shè)為FALSE

         3、將C++類中對ATL接口的反指指針設(shè)置為空

       **********************************************************/

       CAtlCPP2ATLTemplateBase()

       {

              m_pCPPObj = new T;

              m_bInnerManage = FALSE;

              m_pCPPObj->m_pAssociATLUnk = NULL;

       }

       /**********************************************************

         析構(gòu)ATL對象時,如果該ATL對象是由外部創(chuàng)建的,

         則顯式的刪除C++對象

         如果ATL對象由內(nèi)部維護(hù),那么什么事都不用做

       **********************************************************/

       virtual ~CAtlCPP2ATLTemplateBase()

       {

              if (!m_bInnerManage) {

                     if (m_pCPPObj)

                            delete m_pCPPObj;

              }

       }

       /**********************************************************

         Link2CPPObj函數(shù),負(fù)責(zé)綁定C++對象和ATL接口

         1、刪除構(gòu)造函數(shù)中new的C++對象,而使用外部傳入的C++對象

         2、將ATL對象的內(nèi)部維護(hù)標(biāo)識設(shè)為TRUE

         3、設(shè)置C++基類中的接口指針成員

         4、因為ATL接口傳送給外部使用,需要增加引用計數(shù)

       **********************************************************/

       virtual void Link2CPPObj(T* pObj, IUnknown* pUnk)

       {

              ASSERT(pObj != NULL);

              ASSERT(pUnk != NULL);

              if (m_pCPPObj)

                     delete m_pCPPObj;

              m_pCPPObj = pObj;

              m_bInnerManage = TRUE;

              m_pCPPObj->m_pAssociATLUnk = pUnk;

              m_pCPPObj->m_pAssociATLUnk->AddRef();

       }

};

然后,每個ATL類都從該模板類派生,如下代碼片斷所示:

class ATL_NO_VTABLE CATLXX :

       ……,

       // 添加ATL模板基類

       public CCPP2ATLTemplateBase<CImplementXX>

{

       ……

}

  3.   C++參數(shù)類型的自動化包裝

  在本文的技術(shù)方案中,C++類的public方法與ATL組件接口中的方法一一對應(yīng);相應(yīng)的,C++類中方法的參數(shù)類型也要轉(zhuǎn)換為COM規(guī)范所允許的數(shù)據(jù)類型。

  在基于COM的自動化(Automation)技術(shù)中,Microsoft提供了一套自動化兼容的數(shù)據(jù)類型VARIANT,定義如下:

  typedef struct FARSTRUCT tagVARIANT VARIANT;

  typedef struct FARSTRUCT tagVARIANT VARIANTARG;

  typedef struct tagVARIANT {

       VARTYPE                        vt;

       unsigned short                  wReserved1;

       unsigned short                  wReserved2;

       unsigned short                  wReserved3;

       union {

              Byte                         bVal;                               // VT_UI1.

              Short                        iVal;                                // VT_I2.

              long                          lVal;                                // VT_I4.

              float                         fltVal;                              // VT_R4.

              double                      dblVal;                            // VT_R8.

              VARIANT_BOOL      boolVal;                           // VT_BOOL.

              SCODE                    scode;                            // VT_ERROR.

              CY                           cyVal;                             // VT_CY.

              DATE                       date;                               // VT_DATE.

              BSTR                       bstrVal;                           // VT_BSTR.

              DECIMAL                FAR* pdecVal;                 // VT_BYREF|VT_DECIMAL.

              IUnknown                 FAR* punkVal;                 // VT_UNKNOWN.

              IDispatch                  FAR* pdispVal;                // VT_DISPATCH.

              SAFEARRAY            FAR* parray;                   // VT_ARRAY|*.

              Byte                         FAR* pbVal;                    // VT_BYREF|VT_UI1.

              short                        FAR* piVal;                     // VT_BYREF|VT_I2.

              long                          FAR* plVal;                     // VT_BYREF|VT_I4.

              float                         FAR* pfltVal;                   // VT_BYREF|VT_R4.

              double                      FAR* pdblVal;                  // VT_BYREF|VT_R8.

              VARIANT_BOOL      FAR* pboolVal;                // VT_BYREF|VT_BOOL.

              SCODE                    FAR* pscode;                  // VT_BYREF|VT_ERROR.

              CY                           FAR* pcyVal;                  // VT_BYREF|VT_CY.

              DATE                       FAR* pdate;                    // VT_BYREF|VT_DATE.

              BSTR                       FAR* pbstrVal;                // VT_BYREF|VT_BSTR.

              IUnknown                 FAR* FAR* ppunkVal;      // VT_BYREF|VT_UNKNOWN.

              IDispatch                  FAR* FAR* ppdispVal;     // VT_BYREF|VT_DISPATCH.

              SAFEARRAY            FAR* FAR* pparray         // VT_ARRAY|*.

              VARIANT                 FAR* pvarVal;                 // VT_BYREF|VT_VARIANT.

              void                          FAR* byref;                    // Generic ByRef.

              char                         cVal;                               // VT_I1.

              unsigned short           uiVal;                              // VT_UI2.

              unsigned long            ulVal;                              // VT_UI4.

              int                            intVal;                             // VT_INT.

              unsigned int               uintVal;                           // VT_UINT.

              char FAR *               pcVal;                             // VT_BYREF|VT_I1.

              unsigned short FAR * puiVal;                            // VT_BYREF|VT_UI2.

              unsigned long FAR *  pulVal;                            // VT_BYREF|VT_UI4.

              int FAR *                  pintVal;                           // VT_BYREF|VT_INT.

              unsigned int FAR *     puintVal;                          // VT_BYREF|VT_UINT.

       };

};

  我們看到,所有簡單數(shù)據(jù)類型都可以在VARIANT中找到對應(yīng)的定義,但是,在多數(shù)的基于C++的系統(tǒng)設(shè)計中,方法參數(shù)不會僅僅出現(xiàn)簡單數(shù)據(jù)類型,類對象、對象引用、對象指針被頻繁的作為參數(shù)來傳遞。

  以類對象、對象引用或?qū)ο笾羔樞问酱嬖诘膮?shù),我們稱為復(fù)雜類型參數(shù)。在技術(shù)方案中,所有復(fù)雜類型參數(shù)在ATL接口方法中一律對應(yīng)接口指針,我們需要提供C++對象(或引用、指針)和ATL接口指針之間的動態(tài)轉(zhuǎn)換功能。下文就復(fù)雜類型作為傳入、傳出參數(shù)分別進(jìn)行討論。

  3.1. 復(fù)雜類型的傳入?yún)?shù)

  ATL接口方法獲取一個接口指針參數(shù)后,如何將此接口指針轉(zhuǎn)變?yōu)镃++對象指針?對于ATL對象,可以直接取得m_pCPPObj變量,而接口指針卻不能。所以,需要提供一種途徑,從ATL接口指針獲取ATL組件的m_pCPPObj變量值。

  我們的設(shè)計是,為每個ATL組件提供一個基接口ICPPObjSeeker,實現(xiàn)對綁定C++對象指針(即m_pCPPObj)的查詢方法HandleCPPObj。任意ATL接口都從該基接口派生,都可以調(diào)用HandleCPPObj方法。

  在前文就生命周期進(jìn)行討論時,曾提到這樣一種情況:客戶創(chuàng)建了一個組件,然后送交集合型組件管理。在集合型組件獲取外部創(chuàng)建的組件的同時,需要:

  l 取得后者的C++對象指針。集合型組件對元素組件管理的實質(zhì)是通過集合型C++對象對元素的C++對象進(jìn)行管理,而集合型ATL對象和元素ATL對象之間并沒有直接聯(lián)系

  l 修改新加入元素組件的維護(hù)標(biāo)識

  因此,我們?yōu)镮CPPObjSeeker接口添加PostCPPObj方法,用于實現(xiàn)以上功能。

  ICPPObjSeeker接口idl定義如下所示,因為ICPPObjSeeker接口和HandleCPPObj、PostCPPObj方法實際上都應(yīng)用于內(nèi)部,所以使用“hidden”屬性對外隱藏:

  [

       object,

       uuid(1E9F7F79-936D-4680-9F8E-34A7DCCFF818),

       dual,

       hidden,

       helpstring("ICPPObjSeeker Interface"),

       pointer_default(unique)

  ]

interface ICPPObjSeeker : IDispatch

{

       [id(1), helpstring("取得C++對象的指針"), hidden]

              HRESULT HandleCPPObj([out, retval] long* pCPPObj);

       [id(2), helpstring("取得C++對象的指針,客戶程序不再負(fù)責(zé)對C++對象生命周期的維護(hù)"), hidden]

              HRESULT PostCPPObj([out, retval] long* pCPPObj);

};

ICPPObjSeeker接口的方法可以放在CCPP2ATLTemplateBase模板基類中統(tǒng)一實現(xiàn):

template <class T>

class CCPP2ATLTemplateBase :

{

              ……

       /**********************************************************

         HandleCPPObj函數(shù),由ICPPObjSeeker接口定義,

         負(fù)責(zé)取得ATL接口中的C++對象指針

       **********************************************************/

       STDMETHODIMP HandleCPPObj(long *pCPPObj)

       {

              AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState())

              *pCPPObj = (long)m_pCPPObj;

              return S_OK;

       }

       /**********************************************************

         PostCPPObj函數(shù),由ICPPObjSeeker接口定義,

         負(fù)責(zé)取得ATL接口中的C++對象指針,

         同時標(biāo)記對象為內(nèi)部維護(hù),客戶不再負(fù)責(zé)對象的生命周期管理

       **********************************************************/

       STDMETHODIMP PostCPPObj(long *pCPPObj)

       {

              AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState())

              *pCPPObj = (long)m_pCPPObj;

              if (m_bInnerManage == FALSE) {

                     m_bInnerManage = TRUE;

                     m_pCPPObj->m_pAssociATLUnk = this;

                     m_pCPPObj->m_pAssociATLUnk->AddRef();

              }

              return S_OK;

       }

       };

  現(xiàn)在,所有的接口都不再直接從IDispatch派生,而改從ICPPObjSeeker派生,因此,IDispatch的實現(xiàn)也應(yīng)該在實現(xiàn)ICPPObjSeeker接口的同一級或下級中提供。為了包容IDispatch,我們將ATL模板基類稍作改動:

template <class T, class Q, const IID* piid, const GUID* plibid = &CComModule::m_libid>

class ATL_NO_VTABLE CCPP2ATLTemplateBase :

       public IDispatchImpl<Q, piid, plibid>

{

       ……

};

  在從該模板類派生ATL類時,將ATL Wizard自動生成的對IDispatch接口的實現(xiàn)注釋,而使用新定義的CCPP2ATLTemplateBase,如下代碼片斷所示:

class ATL_NO_VTABLE CATLXX :

       ……,

       // 將ATL Wizard生成的對IDispatch接口的支持注釋

//     public IDispatchImpl<IXX, &IID_IXX, &LIBID_CPP2ATLLib>,

       // 添加ATL模板基類

       public CCPP2ATLTemplateBase<CImplementXX, IXX, &IID_IXX, &LIBID_CPP2ATLLib>

{

       ……

}

  3.2. 復(fù)雜類型的傳出參數(shù)

  從C++指針轉(zhuǎn)換為接口指針基本上不存在困難,為方便使用,我們提供一個基于本技術(shù)方案的宏定義,如下代碼所示:

/**********************************************************

  從C++指針獲取對應(yīng)ATL接口的宏

  傳入:C++指針,對應(yīng)的ATL類名,接口IID

  傳出:接口指針,執(zhí)行狀態(tài)HRESULT

**********************************************************/

#define CPPOBJ_TO_COM_INTERFACE(pCPPObj, CATLClass, IID_IDefine, ppInterface, hResult ) \

       { \

       ASSERT(pCPPObj != NULL); \

       if (pCPPObj->m_pAssociATLUnk != NULL) \

       { \

              hResult =  pCPPObj->m_pAssociATLUnk-> \

                     QueryInterface(IID_IDefine, (void **)ppInterface); \

              ATLASSERT(SUCCEEDED(hResult)); \

       } \

       else \

       { \

              CComObject<CcomATLClass>* pComObj; \

              hResult = CComObject<CcomATLClass>::CreateInstance(&pComObj); \

              ATLASSERT(SUCCEEDED(hResult)); \

              hResult = pComObj-> \

                     QueryInterface(IID_IDefine, (void **)ppInterface); \

              ATLASSERT(SUCCEEDED(hResult)); \

              if (hResult == S_OK) \

                     pComObj->Link2CPPObj(pCPPObj, *ppInterface); \

       }\

}

  4.   接口的繼承與多態(tài)

  C++類的繼承應(yīng)用十分廣泛,動態(tài)化后的組件應(yīng)該保留原C++類之間的繼承關(guān)系。在我們的技術(shù)方案中,C++類和接口一一對應(yīng),C++類的繼承關(guān)系也應(yīng)該體現(xiàn)在各個接口上,如下圖所示:

  

  4.1. 支持繼承的系列ATL模板基類

  實現(xiàn)接口繼承的實質(zhì)是為派生ATL類添加基接口,而為一個ATL類添加接口的實質(zhì)則是:

  l 修改IDL文件,體現(xiàn)接口的繼承關(guān)系

  l 在ATL類中提供接口實現(xiàn)

  修改IDL文件很簡單,只需要更改派生接口的基接口即可。在ATL類中添加基接口的實現(xiàn)倒頗費思量,我們的做法是:

  l 擴(kuò)展ATL模板基類的意義,每一個ATL組件類都對應(yīng)一個模板基類,都從該模板基類派生

  l 派生類的模板基類,從基類的模板基類中派生;CCPP2ATLTemplateBase是模板派生樹的根節(jié)點,所有的模板都派生自CCPP2ATLTemplateBase

  l  所有的接口方法,都在對應(yīng)的模板基類中實現(xiàn)

  ATL派生類繼承自它對應(yīng)的模板基類,這個模板基類又繼承自ATL基類對應(yīng)的模板基類,而在ATL基類的模板基類中提供了基接口的實現(xiàn)。所以,ATL派生類最終繼承了基接口的實現(xiàn)。C++類、ATL類、各模板基類的繼承關(guān)系如下圖所示:

  

  假定IBaseItf是基接口,IInheritItf是派生接口。ATL基類對應(yīng)的模板基類定義如下:

/****************************************************************************

  模板類CAtlBaseItf,提供了IBaseItf的實現(xiàn),

  用于將IBaseItf接口作為基接口共供其它接口繼承

****************************************************************************/

template <class T, class Q, const IID* piid, const GUID* plibid = &CComModule::m_libid>

class ATL_NO_VTABLE CAtlBaseItf : public CCPP2ATLTemplateBase<T, Q, piid, plibid>

{

public:

       // 基接口方法“BaseFunc”,在此模板類內(nèi)實現(xiàn)

       STDMETHOD(BaseFunc)()

       {

              m_pCPPObj->BaseFunc();

              return S_OK;

       }

};

ATL派生類對應(yīng)的模板基類定義如下:

/****************************************************************************

  模板類CAtlInheritItf,繼承了基接口IBaseItf方法的實現(xiàn),

  同時提供了IInheritItf的實現(xiàn),可以將IInheritItf接口作為基接口共供其它接口繼承

****************************************************************************/

template <class T, class Q, const IID* piid, const GUID* plibid = &CComModule::m_libid>

class ATL_NO_VTABLE CAtlInheritItf : public CAtlBaseItf<T, Q, piid, plibid>

{

public:

       // 派生接口方法“InheritFunc”,在此模板類內(nèi)實現(xiàn)

       STDMETHOD(InheritFunc)()

       {

              m_pCPPObj->InheritFunc();

              return S_OK;

       }

};

更改IInheritItf接口的IDL定義:

[

       object,

       uuid(8F3902DF-DA55-4802-AB8A-958AFF45B2F4),

       dual,

       helpstring("IBaseItf Interface"),

       pointer_default(unique)

]

// 基接口從ICPPObjSeeker派生

interface IBaseItf : ICPPObjSeeker

{

       [id(1), helpstring("IBaseItf Method")] HRESULT BaseFunc();

};

[

       object,

       uuid(AFEBD472-4BEC-45CE-A5A2-E37537C4744A),

       dual,

       helpstring("IInheritItf Interface"),

       pointer_default(unique)

]

// IInheritItf接口從IBaseItf接口派生

interface IInheritItf : IBaseItf

{

       [id(11), helpstring("IInheritItf Method")] HRESULT InheritFunc();

};

最后,更改ATL派生類的模板基類:

class ATL_NO_VTABLE CATLInherit :

       ……,

       public CAtlInheritItf<CInheritItfImplement, IInheritItf, &IID_IInheritItf, &LIBID_CPP2ATLLib>

{

       ……

};

  現(xiàn)在,通過IInheritItf,我們可以使用IBaseItf的所有方法,實現(xiàn)了接口的繼承。

  4.2. 接口的多態(tài)性

  在實現(xiàn)接口的繼承后,要展現(xiàn)接口的多態(tài)性就很容易了,只需在ATL派生類聲明的接口映射表中添加基接口表項即可:

class ATL_NO_VTABLE CATLInherit :

       ……,

       public CAtlInheritItf<CInheritItfImplement, IInheritItf, &IID_IInheritItf, &LIBID_CPP2ATLLib>

{

       ……

       BEGIN_COM_MAP(CInheritItf)

       COM_INTERFACE_ENTRY(IInheritItf)

       COM_INTERFACE_ENTRY(IBaseItf)

       ……

END_COM_MAP()

       ……

};

  就象C++中基類指針?biāo)宫F(xiàn)的多態(tài)性一樣,一個“IBaseItf *”型指針可以完全操縱IInheritItf接口,而不需要知道真正的接口類型。

  5.  

  至此,我們的技術(shù)方案全部介紹完畢。C++基類CCPP2ATLObjBase、ATL模板基類CCPP2ATLTempBase和基接口ICPPObjSeeker是方案中的關(guān)鍵技術(shù)。CCPP2ATLObjBase配合CCPP2ATLTempBase,完善了組件對象生命周期的機(jī)制;通過基接口ICPPObjSeeker,我們可以從任意接口反向查詢C++對象;CCPP2ATLTempBase提供了C++對象和ATL組件的自由綁定功能,封裝了IDispatch接口的實現(xiàn),而進(jìn)一步定義的ATL模板基類繼承體系則極大的方便了接口的自由繼承。

  在本文快結(jié)束的時候,我們不得不特別提到Microsoft的“.Net FrameWork”!.Net”開發(fā)框架的推出,的確解決了COM技術(shù)的許多困惑,也包括本技術(shù)方案所要解決的一些技術(shù)問題。然而“.Net Framework”是一個“改朝換代”的變化,要想一步將原來基于C++的系統(tǒng)(尤其是大型系統(tǒng))完全移植到“.Net”平臺上是不可想象的,其工作量不亞于重新開發(fā),所以Microsoft特別推薦從COM技術(shù)到“.Net”平臺的平滑移植。由此看來,本文提出的動態(tài)組件化的技術(shù)更顯得可貴,它從工程化的角度,著眼于實際應(yīng)用,解決了從面向?qū)ο蟮腃++到基于組件的COM技術(shù)的許多問題,既充分保護(hù)了原有系統(tǒng)的積累,又為這些系統(tǒng)搭上日益發(fā)展的“.Net”快車提供了可能。


  參考文獻(xiàn)

  《COM原理與應(yīng)用》,潘愛民 著,清華大學(xué)出版社

  《COM本質(zhì)論(Essential COM)》,Don Box 著,潘愛民 譯,中國出版社

  《深入解析ATL(ATL Internals)》,Brent Rector、Chris Sells 著,潘愛民、新語 譯,中國電力出版社

  《設(shè)計模式-可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)(Design Patterns-Elements of Reusable Object-Oriented Software)》,Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson、John Vlissides 著,李英軍、馬曉星、蔡敏、劉建中 等譯

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