天方夜谭vcl：开门.htm

csdn10年中间经典帖子

	* really a void**. Be sure when using this method to provide
	* two levels of indirection and cast away one of them.
	*/

        bool GetInterface(const TGUID &IID, /* out */ void *Obj);

        /* class method */
        static PInterfaceEntry GetInterfaceEntry(const TGUID IID);
        static PInterfaceTable * GetInterfaceTable(void);

        ShortString ClassName()
        {
                return ClassName(ClassType());
        }

        bool ClassNameIs(const AnsiString string)
        {
                return ClassNameIs(ClassType(), string);
        }

        TClass ClassParent()
        {
                return ClassParent(ClassType());
        }

        void * ClassInfo()
        {
                return ClassInfo(ClassType());
        }

        long InstanceSize()
        {
                return InstanceSize(ClassType());
        }

        bool InheritsFrom(TClass aClass)
        {
                return InheritsFrom(ClassType(), aClass);
        }

        void * MethodAddress(const ShortString &Name)
        {
                return MethodAddress(ClassType(), Name);
        }

        ShortString MethodName(void *Address)
        {
                return MethodName(ClassType(), Address);
        }

        virtual HResult SafeCallException(TObject *, void *);
        virtual void AfterConstruction();
        virtual void BeforeDestruction();
        virtual void Dispatch(void *Message);
        virtual void DefaultHandler(void* Message);

private:
        virtual TObject* NewInstance(TClass cls);

public:
        virtual void FreeInstance();
        virtual ~FObject();  /* Body provided by VCL {} */
};
</PRE>当然FObject::ClassType我们已经会写了，那就是 <PRE>TClass FObject::ClassType()
{
        return *(TClass*)this;
}
</PRE>我们会在后面陆续把这些成员函数填充完整。先举个例，拿类名（ClassName）开刀吧。 
<P>查查VMT表，vmtClassName = 0xffffffd4，我们就从这里下手。主要的步骤是： 
<UL>
  <LI>找到VMT的入口； 
  <LI>通过vmtClassName找到储存类名的地址； 
  <LI>获取类名。 </LI></UL>
<P>0xffffffd4也就相当于– 
44，也就是VMT入口指向的地址开始，倒数第44字节到倒数第41字节这4个字节所代表的指针，指向类名。假设入口指向的地址是cls，那么vmtClassName所代表的地址就是(char*)cls 
– 44，亦即(char*)cls + vmtClassName。 
<P>注意一个字符串格式的问题，VCL既然是用Object 
Pascal写的，其中储存类名的字符串的格式必然是Pascal传统方式，也就是第1个字节为字符串的长度，紧接着为字符串的实际内容。在C++ 
Builder中，与之对应的类型是ShortString。 
<P align=center><IMG 
src="天方夜谭VCL：开门.files/vcl05.gif"><BR><BR>图5　TObject::ClassName的运作方式 
<P>代码如下： <PRE>ShortString FObject::ClassName(TClass cls)
{
        ShortString* r = *(ShortString**)((char*)cls + vmtClassName);
        return *r;
}
</PRE>我们不妨测试一下。 <PRE>#include <VCL.H>
#include <MEMORY>
#include <IOSTREAM>
using namespace std;
... 插入FObject相应的代码... 
void main()
{
        auto_ptr<TLIST> list(new TList);
        FObject* p = (FObject*)list.get();
        cout &lt;&lt; AnsiString(p-&gt;ClassName()).c_str() &lt;&lt; endl;
        cout &lt;&lt; AnsiString(list-&gt;ClassName()).c_str() &lt;&lt; endl;
}
</PRE>输出结果在我们意料之内，都是“TList”。 
<P>对于函数ClassNameIs，我们就可以轻而易举地完成了。 <PRE>bool FObject::ClassNameIs(TClass cls, const AnsiString string)
{
        return string==ClassName(cls);
}
</PRE>有朋友可能奇怪，你怎么知道TObject::ClassName是这样的呢？ 
<P>三种办法：
<UL>
  <LI>猜，用经验推测； 
  <LI>看Borland提供的原始码； 
  <LI>看编译以后的汇编码。 </LI></UL>
<P>在Borland提供的原始码中，我们可以看到TObject::ClassName的实现如下： <PRE>class function TObject.ClassName: ShortString;
asm
        { -&gt;	EAX VMT							}
        {		EDX Pointer to result string	}
        PUSH    ESI
        PUSH    EDI
        MOV     EDI,EDX
        MOV     ESI,[EAX].vmtClassName
        XOR     ECX,ECX
        MOV     CL,[ESI]
        INC     ECX
        REP     MOVSB
        POP     EDI
        POP     ESI
end;
</PRE>熟悉汇编的朋友就可以由此写出相应的C/C++代码来。对于不会的朋友，根据我们的讲解，相信也可以轻而易举地完成吧。 
<P>希望您在看这段的时候，不妨先用第1种办法，然后结合2、3看看，一定收获不小。 
<H5>势如破竹</H5>
<P>接下来就太简单了，我们不再举例，把相应的成员函数补充完整即可。您不妨先自己试着写写，探索一下，再与汇编代码和文中的代码作比较，一定乐趣无穷。 
<P>TObject::ClassInfo是做什么的？问我啊？我也不知道。VCL的帮助里说，用ClassInfo可以访问包含对象类型、祖先类和所有published属性信息的RTTI表。这个表只是内部使用，TObject提供了其它方法来访问RTTI信息。我们先写出它的实现。 

<P align=center><IMG 
src="天方夜谭VCL：开门.files/vcl06.gif"><BR><BR>图6　TObject::ClassInfo的运作方式 <PRE>void * FObject::ClassInfo(TClass cls)
{
        return *(void**)((char*)cls + vmtTypeInfo);
}
</PRE>Borland的说法可信吗？这个函数返回值的类型是void 
*，明摆着不愿意透露更多的信息。您不妨按上面ClassName的方法测试一下，对于TList，ClassInfo输出的结果居然是0！也就是一个空指针！什么东东？别急，后面我们会掀开这个void 
*的面纱，现在姑且卖个关子。 
<P>VCL框架中只存在单继承，这是由Object 
Pascal语言的特性决定的。这样，每一个类只有唯一一个父类，函数TObject::ClassParent就能帮您把父类找出来。 <PRE>TClass FObject::ClassParent(TClass cls)
{
        TClass* r = *(TClass**)((char*)cls + vmtParent);
        return (r)? (*r) : 0;
}
</PRE>由此，我们也能很轻松地模拟TObject::InheritsForm的实现。 <PRE>bool FObject::InheritsFrom(TClass cls, TClass aClass)
{
        while(aClass)
        {
                if(aClass==cls)return true;
                cls = ClassParent(cls);
        }
        return false;
}
</PRE>要知道一个对象所占的字节数，TObject::InstanceSize就可以达到目的。 <PRE>long FObject::InstanceSize(TClass cls)
{
        return *(long*)((char*)cls + vmtInstanceSize);
}
</PRE>有朋友可能说，C++不是有sizeof操作符吗？为什么不用呢？在VCL中，sizeof有两个缺陷。首先sizeof是完全静态的，也就是说，如果您写sizeof(...)，编译以后，这会被替换为一个常数，没有任何的求值过程，因此不能动态求值；其次，VCL类必须与指针或引用的形式存在。所以对于 
<PRE>TObject *a;
...
</PRE>sizeof(*a)这样的表达式是错误的。而且即使TObject不是VCL类，使用sizeof(*a)还是相当于sizeof(TObject)，没有实际价值。 

<H5>结束语</H5>
<P>现在我们已经打开了通向VCL类秘密的大门。回头一看，VMT跟VFT有什么区别与联系呢？其实VMT可以算是VFT具体化的一个结果，也就是说，VMT是在VFT基础上发展出来的一种具有“规范”性质的结构，所有的VCL类都遵循这个“规范”。这很像COM与C++纯虚基类的关系。 

<P>通过VMT，VCL放置了一些重要的信息，由此来实现RTTI。所以“高级”RTTI功能其实是相当低级和简单的一项技术。就其实现方式而言，大致有三种。MFC用宏（macro）模拟算是一类，完全符合C++标准，不需要对语言进行扩充，也不依赖于特定的编译器，不过给人臃肿的感觉；VCL则是完全由编译器实现，同时扩充了C++的语言特性，必须在Borland的编译器上编译，但是很简洁；另外建构KDE基础的跨平台框架Qt[<A 
href="http://www.c-view.org/journal/003/vcl_chong.htm#44" 
name=4>4</A>]，则采用了折中的方式，扩充了C++的关键字，书写很简洁，在编译之前必须用Qt提供的程序MOC进行预处理，把扩充部分的代码改写为符合C++标准的代码，然后才可以在任何符合C++标准的编译器上编译。 
<BR><BR>
<TABLE align=center border=1 borderColor=#111111 cellPadding=2 
style="BORDER-COLLAPSE: collapse">
  <THEAD bgColor=#66ccff>
  <TR>
    <TD>代表作</TD>
    <TD align=middle>实现方式</TD>
    <TD>不依赖特定编译器</TD>
    <TD>简洁程度</TD>
    <TD align=middle>编译次数</TD></TR>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD align=middle>MFC</TD>
    <TD align=middle>宏插入</TD>
    <TD align=middle>是</TD>
    <TD align=middle>一般</TD>
    <TD align=middle>1</TD></TR>
  <TR>
    <TD align=middle>VCL</TD>
    <TD align=middle>编译器生成</TD>
    <TD align=middle>否</TD>
    <TD align=middle>好</TD>
    <TD align=middle>1</TD></TR>
  <TR>
    <TD align=middle>Qt</TD>
    <TD align=middle>预编译程序生成</TD>
    <TD align=middle>是</TD>
    <TD align=middle>较好</TD>
    <TD align=middle>2(包括MOC)</TD></TR></TBODY></TABLE>
<P>注：如果长期仅在Windows平台下进行开发的朋友，可能没有听说过Qt的大名。事实上在Linux世界里，这可是个响当当的名头。Qt是一套完善的C++框架，横跨Unix/Linux、Windows、Mac 
OS诸多平台，内部机制相当有趣。Borland最新的Kylix和Delphi6所采用的跨平台框架CLX（分为BaseCLX、VisualCLX、DataCLX、NetCLX四个部分，BaseCLX与VCL顶部几个类相同），其可视化部分VisualCLX就建构在Qt上，这多少让我感到失望和不满。Qt本身就跨平台，VisualCLX建构在Qt上，自然也跨平台；但是CLX是用Object 
Pascal包装了一个C++框架，我不敢想象，C++ Builder6中的CLX是否又用C++再来包装这个包装了C++框架的Object 
Pascal框架呢？如果真是如此，其效率和调试难度…… 
<P>对于“高级”RTTI的实现形式，VCL用了TMetaClass（其中TClass就是TMetaClass*）来配合存储类的信息，也就是所谓“类的类”，这非常普遍。MFC中的CObject与CRuntimeClass，JDK中的java.lang.Object和java.lang.Class都是如此。比如对于一个TObject 
*p，如何获取其父类名呢？我们必须借助TMetaClass：可以先用p-&gt;ClassType返回父类的信息（是一个TMetaClass*类型），再以此为参数传入TObject::ClassName就可以获得结果，也就是TObject::ClassName(p-&gt;ClassType())即可。 

<P>同时我们也应该拆穿所谓“拥有更高级RTTI的语言本身也更高级”的谎言。至少从我那少得可怜的经验来看，对于一套框架，除非需要和IDE配合，否则在绝大部分情况下，RTTI是完全没有必要的，甚至是有害的[<A 
href="http://www.c-view.org/journal/003/vcl_chong.htm#55" 
name=5>5</A>]。希望使用和设计框架的朋友三思。 
<H5>致谢</H5>
<P>非常感谢孟岩和孙春阳对本文所提出的宝贵意见。 
<H5>参考</H5>
<P><A href="http://www.c-view.org/journal/003/vcl_chong.htm#1" name=11>1</A>. 
Bjarne Stroustrup. The C++ Programming Language, 3e. Addison-Wesley, Reading, 
MA. 1997. 
<P><A href="http://www.c-view.org/journal/003/vcl_chong.htm#2" name=22>2</A>. 
Stanley Lippman. Inside the C++ Object Model. Addison-Wesley, Reading, MA. 1996 
<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;侯捷．《深度探索C++物件模型》．碁峰资讯股份有限公司．1998． 
<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;侯捷．《深度探索C++对象模型》．华中科技大学出版社．2001． 
<P><A href="http://www.c-view.org/journal/003/vcl_chong.htm#3" name=33>3</A>. 
侯捷．《深入浅出MFC》，2e．松岗电脑图资料股份有限公司／华中科技大学出版社．1997／2001． 
<P><A href="http://www.c-view.org/journal/003/vcl_chong.htm#4" name=44>4</A>. 
虫虫．《Qt最新消息》．C++ View．2001，7． 
<P><A href="http://www.c-view.org/journal/003/vcl_chong.htm#5" name=55>5</A>. 
Robert C.Martin. “The Open-Closed Principle”. C++ Report. 1996, 1. 
<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;plpliuly，虫虫．《开放封闭原则OCP》．C++ View．2001，8． 
</TABLE><BR>
<HR width=700>
<BR>
<TABLE align=center border=0 height=17 width=360>
  <TBODY>
  <TR align=middle>
    <TD>&copy;2000-2002 C-View.ORG All Rights 
Reserved.</TD></TR></TBODY></TABLE><BR></BODY></HTML>