Question

我正在使用一个简单的对象模型，其中对象可以实现接口以提供可选功能。在它的核心，一个对象必须实现一个getInterface方法，该方法被赋予（唯一的）接口ID。然后，该方法返回指向接口的指针 - 如果对象未实现所请求的接口，则返回null。这是一个代码草图来说明这一点：

struct Interface { };
struct FooInterface : public Interface { enum { Id = 1 }; virtual void doFoo() = 0; };
struct BarInterface : public Interface { enum { Id = 2 }; virtual void doBar() = 0; };
struct YoyoInterface : public Interface { enum { Id = 3 }; virtual void doYoyo() = 0; };

struct Object {
    virtual Interface *getInterface( int id ) { return 0; }
};

为了使在此框架中工作的客户端更容易，我使用了一个自动生成“getInterface”实现的小模板，以便客户端只需实现接口所需的实际功能。我们的想法是从Object以及所有接口派生一个具体类型，然后让getInterface只返回指向this的指针（转换为正确的类型）。这是模板和演示用法：

struct NullType { };
template <class T, class U>
struct TypeList {
    typedef T Head;
    typedef U Tail;
};

template <class Base, class IfaceList>
class ObjectWithIface :
    public ObjectWithIface<Base, typename IfaceList::Tail>,
    public IfaceList::Head
{
public:
    virtual Interface *getInterface( int id ) {
        if ( id == IfaceList::Head::Id ) {
            return static_cast<IfaceList::Head *>( this );
        }
        return ObjectWithIface<Base, IfaceList::Tail>::getInterface( id );
    }
};

template <class Base>
class ObjectWithIface<Base, NullType> : public Base
{
public:
    virtual Interface *getInterface( int id ) {
        return Base::getInterface( id );
    }
};

class MyObjectWithFooAndBar : public ObjectWithIface< Object, TypeList<FooInterface, TypeList<BarInterface, NullType> > >
{
public:
    // We get the getInterface() implementation for free from ObjectWithIface
    virtual void doFoo() { }
    virtual void doBar() { }
};

这很有效，但有两个问题很难看：

对我来说，阻止程序是这不适用于MSVC6（对模板的支持很差，但不幸的是我需要支持它）。编译时，MSVC6会产生C1202错误。
递归ObjectWithIface模板生成了一系列类（线性层次结构）。这本身对我来说不是问题，但遗憾的是我不能只用一个switch语句将接口ID映射到getInterface中的指针。相反，层次结构中的每个步骤都会检查单个接口，然后将请求转发给基类。

有人建议如何改善这种情况吗？通过使用ObjectWithIface模板解决上述两个问题，或者通过建议使对象/接口框架更易于使用的替代方法。

Answer 1

语言中存在

dynamic_cast来解决这个问题。

使用示例：

class Interface { 
    virtual ~Interface() {} 
}; // Must have at least one virtual function
class X : public Interface {};
class Y : public Interface {};

void func(Interface* ptr) {
    if (Y* yptr = dynamic_cast<Y*>(ptr)) {
        // Returns a valid Y* if ptr is a Y, null otherwise
    }
    if (X* xptr = dynamic_cast<X*>(ptr)) {
        // same for X
    }
}

dynamic_cast还可以无缝地处理多重和虚拟继承等问题，您可能会遇到这些问题。

编辑：

您可以检查COM的QueryInterface - 它们使用类似的设计和编译器扩展。我从未见过实现COM代码，只使用了标题，但你可以搜索它。

Answer 2

那样的事情呢？

struct Interface
{
    virtual ~Interface() {}
    virtual std::type_info const& type() = 0;
};

template <typename T>
class InterfaceImplementer : public virtual Interface 
{
    std::type_info const& type() { return typeid(T); }
};

struct FooInterface : InterfaceImplementer<FooInterface>
{
    virtual void foo();
};

struct BarInterface : InterfaceImplementer<BarInterface>
{
    virtual void bar();
};

struct InterfaceNotFound : std::exception {};

struct Object
{
    void addInterface(Interface *i)
    {
        // Add error handling if interface exists
        interfaces.insert(&i->type(), i);
    }

    template <typename I>
    I* queryInterface()
    {
        typedef std::map<std::type_info const*, Interface*>::iterator Iter;
        Iter i = interfaces.find(&typeid(I));
        if (i == interfaces.end())
            throw InterfaceNotFound();

        else return static_cast<I*>(i->second);
    }

private:
    std::map<std::type_info const*, Interface*> interfaces;
};

如果要跨动态库边界执行此操作，您可能需要比type_info const*更精细的内容。像std::string和type_info::name()之类的东西可以正常工作（虽然有点慢，但这种极端调度可能需要慢一点）。您也可以制作数字ID，但这可能更难维护。

存储type_infos的哈希值是另一种选择：

template <typename T>
struct InterfaceImplementer<T>
{
    std::string const& type(); // This returns a unique hash
    static std::string hash(); // This memoizes a unique hash
};

并在添加界面时使用FooInterface::hash()，在查询时使用虚拟Interface::type()。

这个基于类型列表的类层次结构生成代码的替代方法是什么？

2 个答案: