Delphi 接口

零三發表於 2019-8-22 09:22:00

作者：巴哈姆特（转载请注明出处并保持完整）
在对象化中，类的继承是一个非常强大的机制；而更加强大的继承机制应该是来自从一个接口的继承。     本篇我们将讨论接口的特点。     首先，接口的定义方式与类相似。不同的是：类代表了一种实体，而接口代表了一批操作规范。还有，接口中所有的数据成员都是public访问限制，也就是说，你不能为接口中的数据成员指定其为私有或其他的域成员。另外，接口中的方法只能有声明而不能有实现，因此它看上去更像是一个没有构造和析构方法的纯虚类。     我看的很多资料中，凡是在介绍接口的时候都会提到“多重继承”，仿佛接口的存在只是为了弥补Object Pascal不支持多重继承而设计的(至少给我的第一印象就是这样)，其实接口是非常强大的，也是对象化编程中不可或缺的一个重要组成部分。     接口之所以强大在于：接口只需要告诉用户方法的名称是什么，有什么参数；而它并不需要理会方法是怎么实现的。例如电脑的构造和工作方式对于一般用户并不重要，因为一般用户更关心的是如何去使用他。所以电脑的接口——鼠标、键盘、显示器等才是用户最关心的地方。那么这就为我们实现对象化最核心的理念——“分离”提供了相当大的便捷。
    首先我们来看看接口的定义方式：下面是Delphi中System.pas里IInterface接口的声名方式
type   IInterface = interface     ['']     function QueryInterface(const IID: TGUID; out Obj): HResult; stdcall;     function _AddRef: Integer; stdcall;     function _Release: Integer; stdcall;   end;
我们可以看到，和类的基本声明差不多，只是由关键字class改成了interface。     大家也许会注意到在紧跟在声明后的['']，这是什么呢？这是其实是接口的唯一标识，也就是我们说的TGUID；当把接口注册给系统后，我们可以通过注册表检索到00000000-0000-0000-C000-000000000046这样的键值。那么这就意味着，我们只需要知道一个TGUID的值就可以方便的访问这个接口。     当然，你可以在接口中定义其他的方法，但是Delphi中是不允许给接口添加变量成员的，因为接口是不允许有实现部分的。
    同样，接口也可以继承、封装以及方法的覆盖。继承接口同类继承类似：
type   INewInterface = interface(IInterface)     // 定义一个新的接口INewInterface，并告诉编译器它是继承自IInterface接口     ....   end;
这里要注意一点，就是我们说过，接口的TGUID是每一个接口的唯一标识，那么也就是说，TGUID是不能重复的。你不能简单的从别处抄袭过来，那样是错误的。如果你需要一个TGUID，你可以在Delphi的代码编辑框中同时按下CTRL+SHIFT+G来获得一个新的TGUID值，这个值是Delphi为你自动生成的。
    接口的继承大致就是这样，和TObject是所有类的根类一样，在Delphi中IInterface是所有接口的根类，那么类似于下面的继承：
type   INewInterface = interface     ...   end;
其实也是定义了一个继承自IInterface的新接口INewInterface(和类名前加一个大写字母T一样，我们习惯于在接口名前加一个大写字母I，当然这只是一个命名约定)
    我们说了，接口只能有声明，不能有实现。那么怎么让接口为我们工作呢？     其实，接口的实现是需要借助于类来完成的(当然这看上去和C++中的多重继承的写法差不多)注意，既然接口是需要借助类来实现的，那么也就是说用来实现接口的类，必须实现接口中所有已定义的方法：
type   TNewInterfaceClass = class(TInterfacedObject, INewInterface)     // TInterfacedObject为类名，INewInterface为我们上面定义的接口名     ...   end;
一般，我们用来实现接口的基类不会选TObject而会选TInterfacedObject，理由是TInterfacedObject类已经帮我们实现了IInterface接口中的方法，我们只需要实现我们自己接口中新的方法就可以了。
    既然我们已经通过类实现了接口中的方法，那么我们就可以使用这个接口来为我们服务了，实例化接口也非常简单：
var   NewFace: INewInterface; begin   NewFace:= TNewInterfaceClass.Create(); // 创建接口   NewFace.xxx; // 调用接口中的方法   NewFace:= nil; // 释放 end;
有朋友可能会奇怪，接口的释放为什么只是直接赋为nil？我们前面说过了：接口即没有构造方法，也没有析构方法。既然没有析构方法，那么就意味着我们不能用释放类的方式来释放接口。     那么直接把接口对象指空会造成内存泄露吗？     答案是否定的，因为接口提供了一个引用记数的机制：当某接口实例（也就是实现了这个接口的对象）被引用，比如被赋值给一个接口变量时，该接口实例的AddRef方法会被编译器自动调用，引用计数将增加一。引用取消时编译器则会调用_Release方法将引用计数减一。引用计数减到零时，表示已无其他接口变量引用此接口实例，此时编译器会自动释放它。
    要注意的是，接口对象与类对象是不能混用的。当然像我们上面的例子里，NewFace也只能调用INewInterface接口中所定义过的方法，而不能调用类中定义的不存在于接口中的方法。
    当然，一个类可以同时实现多个接口，多个接口彼此用逗号隔开。如：
type   TNewInterfaceClass = class(TInterfacedObject, IInterface1, IInterface2)   ...   end;
同样，实现多个接口的类必须依次实现每个接口中定义的方法。     那么，这时出现了一个问题——就是当两个接口中有同名方法怎么办？好办，为他们取别名：
type   IInterface1 = interface(IInterface)     // 接口1     fucntion Func(): Boolean;   end;
  IInterface2 = interface(IInterface)     // 接口2     function Func(): Boolean;   end;
  TClasses = class(TInterfacedObject, IInterface1, IInterface2)   public     function IInterface1.Func: Func1;     function IInterface2.Func: Func2;       { 为同名方法起别名 }     function Func1: Boolean;     function Func2: Boolean;       { 声明方法 }   end;
Delphi中还可以使用imploements指示符用于委托另一个类或接口来实现接口的某个方法，有时这个方法又被称为委托实现，关于implements的用法如下：
type   TInterClass = class(TInterfacedObject, IInterface1)     ...     function GetClasses: TClasses;     property Face: TClasses read GetClasses implements IInterface1;     ...   end;
上面的代码中，implements指示字会要求编译器在Face属性中寻找实现IInterface1接口的方法，属性的类型必须是一个类或一个接口。implements可以指定多个接口，彼此用逗号分隔。
    implements指示字的好处是：     一、他允许以无冲突的方式进行接口聚合。(聚合是COM中的概念)     二、他能够延后占用实现接口所需要的资源，直到确实需要资源。
    下面是关于委托的一个详细例子(该例在DELPHI7 + WIN2000 SP4 中调试通过)：
  INewInterface = interface(IInterface)     // 定义接口     function SayHello: string; stdcall;       // 接口方法   end;
  TNewClass = class(TInterfacedObject, INewInterface)   public     function SayHello: string; stdcall;       // 第一个类实现接口中的方法   end;
  TNewClass1 = class(TInterfacedObject, INewInterface)   private     FNewClass: INewInterface;   public       // 注意，在这个类中并没有实现接口中的SyaHello方法     constructor Create;     destructor Destroy; override;     property NewClass: INewInterface read FNewClass implements INewInterface;       // 接口对象委托如果是类对象委托应该是     // property NewClass: TNewClass read FNewClass implements INewInterface;   end;
implementation
 
function TNewClass.SayHello: string; begin   Result:= ClassName;   ShowMessage(Result); end;
 
constructor TNewClass1.Create; begin   inherited Create();   FNewClass:= TNewClass.Create;     // 在构造方法中创建接口 end;
destructor TNewClass1.Destroy; begin   FNewClass:= nil;     // 在析构方法中释放接口   inherited Destroy(); end;
调用的例子：
var   NewInterface: INewInterface; begin   NewInterface:= TNewClass1.Create;   NewInterface.SayHello;   NewInterface:= nil; end;
 

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