Windows Store Apps 开发手札 - 4（接口）

satanness

看到接口，我就情不自禁地想起了大二的时候，辅导员，也是我们的Java老师，在讲台上大讲特讲接口的广泛用途。是的，接口这个东西无时无刻不让我想起Java。
说实话我不喜欢Java，这东西总有种让我不能把一切尽在掌握的感觉。Java的“高级”特性让我们看不到内存里的东西，这在调试时是非常不方便的（对我来说）。我喜欢在调试时看着我要监视的内存块，然后内容一点点变化，成就感油然而生。当然，出现错误也能第一时间明白是肿么回事。
万幸（或者说是不幸？），C++也引入了接口这种特性。在让子类有更多可定制性的同时，也将C++变得更加多元化，复杂化。
C++/CX中的接口也是一个ref类，一个接口类（或接口结构）自身可继承（或需要）多个接口类、可重载其成员函数，也可具有类型参数。
新的接口类具有以下特性：
    1. 接口类（或结构）必须在命名空间内声明且可具有公共或私有可访问性。仅将公共接口发送到元数据。
    2. 接口的成员可以包括属性、方法和事件。
    3. 所有接口成员既是隐式公开的又是virtual的。
    4. 不允许字段和静态成员。
    5. 用作属性、方法参数或返回值的类型只能是 Windows 运行时类型；这包括基本类型和枚举类类型。

下面的例子示范了如何声明和实现接口：
-声明与实现-

1. using namespace Platform;
   
2. 
   
3. namespace InterfacesTest
   
4. {
   
5.     public enum class PlayState {Playing, Paused, Stopped, Forward, Reverse};
   
6. 
   
7.     public ref struct MediaPlayerEventArgs sealed      
   
8.     {
   
9.         property PlayState oldState;

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一个接口可从一个或多个接口继承。但与 ref 类或 ref 结构不同，接口不声明继承的接口成员。如果接口 B 从接口 A 继承，而 ref 类 C 从 B 继承，则 C 必须同时实现 A 和 B。如下：

1. public interface struct A { void DoSomething(); };
   
2. public interface struct B : A { void DoSomethingMore();};
   
3. 
   
4. public ref struct C sealed : B    // can not be derived
   
5. {
   
6.     virtual void DoSomething(){}
   
7.     virtual void DoSomethingMore(){}
   
8. };

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我们还可以使用普通虚拟属性（virtual property）实现接口属性，并可以在实现类中提供自定义 getter 和 setter。

1. // 接上面MyMediaPlayer类，实现CurrentTitle属性
   
2. virtual property Platform::String^ CurrentTitle
   
3. {
   
4.     Platform::String^ get() {return "Now playing: " + _title;}
   
5.     void set(Platform::String^ t) {_title = t; }
   
6. }

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而如果接口声明仅有 getter 或仅有 setter 的属性，则实现类应显式提供 getter 或 setter。

1. public interface class IMediaPlayer
   
2. {
   
3.     //...
   
4.     property Platform::String^ CurrentTitle
   
5.     {
   
6.         Platform::String^ get();

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-泛型接口-
泛型这个概念对于使用.Net编程的人来说，应该不陌生。它为使用c#语言编写面向对象程序增加了极大的效力和灵活性。通过使用泛型类型参数 T，在编写其他客户端代码时能够使用的单个类，而不致引入运行时强制转换或装箱操作的成本或风险。


在C++/CX中，我们使用generic关键字来表示参数化类型（parameteric type）。不支持在 C++/CX 中创建公共用户定义的泛型接口。但可以创建私有泛型接口。
在下面的例子中，我们可以知道如何创建泛型接口，并在私有ref类中实现它，然后在公共ref类中将该类当作私有成员。

1. // 接上面，在InterfacesTest namespace中
   
2. public ref class MediaFile sealed {};
   
3. 
   
4. // generic interface
   
5. generic <typename T>
   
6. private interface class  IFileCollection
   
7. {
   
8.     property Windows::Foundation::Collections::IVector<T>^ Files;
   
9.     Platform::String^  GetFileInfoAsString(T file);
   
10. };
    
11. 
    
12. // private ref class that implements the generic interface
    
13. private ref class MediaFileCollection : IFileCollection<MediaFile^>
    
14. {
    
15. public:
    
16.     virtual property Windows::Foundation::Collections::IVector<MediaFile^>^ Files;
    
17.     virtual Platform::String^  GetFileInfoAsString(MediaFile^ file){return "";}
    
18. };
    
19. 
    
20. public interface class ILibraryClient
    
21. {
    
22.     bool FindTitle(Platform::String^ title);
    
23.     //...
    
24. };
    
25. 
    
26. // public ref class who has the implemention class as a private member
    
27. public ref class MediaPlayer sealed : public IMediaPlayer, public ILibraryClient
    
28. {
    
29. public:
    
30.     //IMediaPlayer
    
31.     virtual event OnStateChanged^ StateChanged;
    
32.     virtual property Platform::String^ CurrentTitle;
    
33.     virtual property PlayState CurrentState;
    
34.     virtual void Play()
    
35.     {
    
36.         auto args = ref new MediaPlayerEventArgs();

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可以看到，在MediaFileCollection类中，传入了MediaFile^当作参数类型。任何一个实现IFileCollection的ref类都可以传入自己独特的ref类当作参数类型。泛型的优点展露无遗。

泛型接口的注意事项（万金油，来自MSDN）：
    1. 泛型接口必须遵循控制可访问性、成员、需要关系、基类等内容的标准接口规则。
    2. 泛型接口可以采用前面带有 typename 或 class 的一个或多个泛型类型参数。不支持非类型参数。
    3. 类型参数可以是任何 Windows 运行时类型。即，类型参数可以是引用类型、值类型、接口类、委托、基本类型或公共枚举类。
    4. 封闭式泛型接口 是从泛型接口继承的接口，并对所有类型形参指定具体的类型实参。它可以在可使用非泛型私有接口的任意位置使用。
    5. 开放式泛型接口 是具有一个或多个尚未为其提供具体类型的类型参数的接口。它可以在可使用类型的任意位置使用，包括用作另一个泛型接口的类型参数。
    6. 可以只参数化整个接口，而不是单个方法。
    7. 不能约束类型参数。
    8. 封闭式泛型接口具有隐式生成的 UUID。用户不能指定 UUID。
    9. 在接口中，对当前接口的任何引用（在方法参数、返回值或属性中）都假定引用当前实例化。例如，IMyIntf 表示 IMyIntf<T>。
    10. 当方法参数的类型是类型参数时，该参数或变量的声明将使用类型参数的名称，而不带任何指针、本机引用或句柄声明符。换言之，绝不会写入“T^”。
    11. 模板化的 ref 类必须是私有的。它们可以实现泛型接口，并且可以将模板形参 T 传递给泛型实参 T。模板化 ref 类的每个实例化本身都是一个 ref 类。

以上是关于接口的文章。下篇文章让我们讲讲C++/CX相对C++来说，有哪些习惯了的东西从我们的视野中消失了。


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