如果你了解 C# 或者 Java 语言,接口就会是一个非常熟悉的概念。接口是一个对象上一组操作的集合,不涉及任何实现的细节,接口标志着方法和实现的分离。计算机中这种现象叫做解耦(decoupled)。

COM 接口

在 C++ 中,最接近于接口概念的就是纯虚类(pure virtual class)。纯虚类就是一个仅仅包含纯虚函数的类,除了纯虚函数不含有任何其它的成员变量或者函数,如:

// The following is not actual COM.

// Pseudo-C++:

interface IDrawable
{
    void Draw();
};

这个例子来源于一些用来绘图的库中的对象。IDrawable 接口定义了绘图中常用的操作,任何支持绘图功能的对象都必须支持该接口。(惯例,接口名称的首字母为 “I”),IDrawable 接口目前只定义了一个操作:Draw。

所有的接口都是抽象的,代码中不能直接创建一个 IDrawable 接口的实例对象( C++ 语法规则不支持纯虚函数对象的创建)。例如,下面的代码是无法编译通过的:

IDrawable draw;
draw.Draw();

相反的,图形库都会提供一些对象来实现 IDrawable 所定义的接口。例如,可以实现一个叫做 Shape 的类或者一个叫做 Bitmap 的类,C++ 中使用继承实现这种关系:

class Shape : public IDrawable
{
public:
    virtual void Draw();    // Override Draw and provide implementation.
};

class Bitmap : public IDrawable
{
public:
    virtual void Draw();    // Override Draw and provide implementation.
};

Shape 和 Bitmap 类定义了两种不同的对象,二者都支持绘图功能。每个类都继承自 IDrawable 接口,而对于 Draw 方法绘制的具体实现细节可以各自不同。

如果程序中使用二者进行绘制,可以使用 IDrawable 的指针对象来操纵它们,而不是直接使用 Shape 和 Bitmap 对象的指针。

IDrawable *pDrawable = CreateTriangleShape();

if (pDrawable)
{
    pDrawable->Draw();
}

这有一个循环遍历 IDrawable 接口指针的列子,在这个数组中,每项成员可能是 Shape 对象,也可能是 Bitmap 对象,更可能是一些支持 IDrawable 接口的其他对象,代码中无需这些不同类型的实现细节,只需要调用它们都支持的共有接口 IDrawable 就可以绘制我们想要的图像。

void DrawSomeShapes(IDrawable **drawableArray, size_t count)
{
    for (size_t i = 0; i < count; i++)
    {
        drawableArray[i]->Draw();
    }
}

COM 组件 的一个关键点就是调用者永远不需要知道派生类的具体实现细节。换句话说,在你的代码中一般不会声明 Shape 或者 Bitmap 类型的变量。所有的操作都是通过它们共有的接口 IDrawable 来完成。用这种方式,COM 组件可以做到接口和实现的完全分离。

你可以随时改变 Shape 或者 Bitmap 对象的绘制方法,例如修复一个 bug,或者增加一些新的能力,对于调用者来说是透明的,调用者的代码是无需任何修改的。

在 C++ 中,接口使用类或者结构体来实现。

文章中的代码案例只是用来演示说明问题,真正的 COM 接口 定义显然不会这样简单。一般一个 COM 接口的定义使用一种叫做 Interface Definition Language(IDL)—— 接口定义语言的东西。这个 IDL 文件将描述具体的接口行为,然后用 IDL 文件编译器处理,生成一组 C++ 头文件。

class IDrawable
{
public:
    virtual void Draw() = 0;
};

当你在使用 COM 组件的时候,一定要记住接口不是对象。它们是一组必须实现的方法集合。一些对象可以实现一样的接口,例如代码中的 Shape 对象和 Bitmap 对象。另外一个对象可以实现几个接口,例如,一个图形库可能定义一个名字叫做 ISerializable 的接口对象,它用来保存和加载图形对象数据(图形的序列化)。现在考虑下面的代码:

// An interface for serialization.
class ISerializable
{
public:
    virtual void Load(PCWSTR filename) = 0;    // Load from file.
    virtual void Save(PCWSTR filename) = 0;    // Save to file.
};

// Declarations of drawable object types.

class Shape : public IDrawable
{
    ...
};

class Bitmap : public IDrawable, public ISerializable
{
    ...
};

在例子中,Bitmap 类实现了 ISerializable 接口,程序可以使用该接口保存和加载 Bitmap 对象。然而 Shape 类没有实现这个接口,所以它不支持这个功能。下面是例子中的继承关系:

接口继承

上面的文字只是简单的介绍 COM 组件 的一些概念,目前我们还没有看见过一个真正的 COM 组件,接下来的内容从每个 COM 应用都必须做的一件事开始 —— COM 库初始化。

求关注