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C++ 中的接口继承与实现继承

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为这篇 blog 打腹稿的时候,觉得自己很贱,居然玩弄 C++ 起来了。还用了 template 这种很现代、很有品味的东西。写完后一定要检讨。

起因是昨天写的那篇关于 gc 的框架。里面用了虚继承和虚的析构函数。这会导致 ABI 不统一,就是这个原因,COM 就不用这些。

说起 COM ,我脑子里就浮现出各种条条框框。对用 COM 搭建起来的 Windows 这种巨无霸,那可真是高山仰止。套 dingdang 的 popo 签名:虽不能至,心向往之。

好吧,我琢磨了一下如何解决下面的问题,又不把虚继承啦,虚析构函数啦之类的暴露在接口中。

简单说,我有几个接口是一层层继承下来的,唤作 iA iB 。iA 是基类,iB 继承至 iA 。

然后,我写了一个 cA 类,实现了 iA 接口;接下来我希望再写一个 cB 类,实现 iB 接口。但是,iB 接口的基类 iA 部分,希望复用已经写好的 cA 类。我想这并不是一个过分的需求。正如当年手写 COM 组件时,我对手写那些 AddRef Release QueryInterface 深恶痛绝。

用虚继承可以简单的满足这个需求:

以下是代码片段:
#define interface 

interface iA {
    virtual void foo() = 0;
};

interface iB : virtual public iA {
    virtual void bar() = 0;
};

class cA : virtual public iA {
    virtual void foo();
    // etc...
};

class cB : virtual cA , virtual public iB {
    virtual void bar();
    // etc...
};

每当我创建一个 cB 对象,并返回 iB 接口指针时,cB 对象内部的继承关系,可以用个简单的图表示如下:

以下是引用片段:
iB  +- cB
|      |
+      +
iA  +- cA

但是,我们在公开的 iX 接口定义中,使用了虚继承。这在不同编译器上可能有一些差异。如果组件写好后,动态库想拿给别人用,无法预知别人用的编译器,就会有问题。

嗯,这可能是个伪命题。或许不需要解决。但感觉最近有点犯贱。那么下面就讨论一下:怎么不在接口定义中使用 virtual 继承,而达到同样的目的呢?

我的方法是用 template 做一个中间层,然后手工写一些转发代码:

以下是代码片段:
#define interface struct

interface iA {
    virtual void foo() = 0;
};

interface iB : public iA {
    virtual void bar() = 0;
};

class cA : public iA {
public:
    virtual ~cA();
    virtual void foo();
    // etc...
};

template< typename IF >
class tA : cA , public IF {
    virtual void foo() { cA::foo(); }
};

class cB : tA<iB> {
    virtual void bar();
    // etc...
};

这样,模板 tA 解决了多继承后,接口实现的转发问题。(因为手工转发了 foo 的调用)

既然要转发,为什么要用多继承而不用组合呢?因为我需要 ~cA 正确的发挥作用。比如在 cA::foo 中可以正确的 delete this 。

下一个问题:如果还有一个 iC 继承于 iB ,然后在实现 cC 的时候,想复用 cB ,同时不想写太多的 api 转发代码。怎么办?

我初步的想法是,把 tA 模板的实现都改成虚继承,然后做一个 tB 模板。转发 cB 扩展的几个 api 。然后让 cC 从 tA tB 虚继承出来。随手写了一个,但编译有点问题,不想深入研究了。弄出个模板虚拟多继承,绝对是蛋痛啊。

研究 C++ 果然是浪费生命。

建议继续学习:

  1. 在C++里写一个不能被继承的类    (阅读:5754)
  2. PHP面向对象编程的三大特性    (阅读:3353)
  3. 多重继承及虚继承中对象内存的分布    (阅读:3134)
  4. Linux 系统文件描述符继承带来的危害    (阅读:2792)
  5. 关于python和C++中子类继承父类数据的问题    (阅读:2675)
  6. Javascript继承机制的设计思想    (阅读:2515)
  7. JavaScript 函数、作用域和继承    (阅读:2263)
  8. 再论Javascript的类继承    (阅读:2117)
  9. Javascript继承-原型的陷阱    (阅读:2183)
  10. Javascript面向对象编程(二):继承    (阅读:1962)
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