追根究底,MFC六大關鍵技術之剖析(二)

追根究底,MFC六大關鍵技術之剖析(二)

二、運行時類型識別(RTTI)
運行時類型識別(RTTI)即是程序執行過程中知道某個對象屬於某個類,我們平時用C++編程接觸的RTTI一般是編譯器的RTTI,即是在新版本的VC++編譯器裏面選用“使能RTTI”,然後載入typeinfo.h文件,就可以使用一個叫typeid()的運算子,它的地位與在C++編程中的sizeof()運算子類似的地方(包含一個頭文件,然後就有一個熟悉好用的函數)。typdid()關鍵的地方是可以接受兩個類型的參數:一個是類名稱,一個是對象指針。所以我們判別一個對象是否屬於某個類就可以象下面那樣:
if (typeid (ClassName)== typeid(*ObjectName)){
((ClassName*)ObjectName)->Fun();
}
象上面所說的那樣,一個typeid()運算子就可以輕鬆地識別一個對象是否屬於某一個類,但MFC並不是用typeid()的運算子來進行動態類型識別,而是用一大堆令人費解的宏。很多學員在這裏很疑惑,好象MFC在大部分地方都是故作神祕。使們大家編程時很迷惘,只知道在這裏加入一組宏,又在那兒加入一個映射,而不知道我們爲什麼要加入這些東東。
其實,早期的MFC並沒有typeid()運算子,所以只能沿用一個老辦法。我們甚至可以想象一下,如果MFC早期就有template(模板)的概念,可能更容易解決RTTI問題。
所以,我們要回到“古老”的年代,想象一下,要完成RTTI要做些什麼事情。就好像我們在一個新型(新型到我們還不認識)電器公司裏面,我們要識別哪個是電飯鍋,哪個是電磁爐等等,我們要查看登記的各電器一系列的信息,我們纔可以比較、鑑別,那個東西是什麼!
要登記一系列的消息並不是一件簡單的事情,大家可能首先想到用數組登記對象。但如果用數組,我們要定義多大的數組纔好呢,大了浪費空間,小了更加不行。所以我們要用另一種數據結構——鏈表。因爲鏈表理論上可大可小,可以無限擴展。
鏈表是一種常用的數據結構,簡單地說,它是在一個對象裏面保存了指向下一個同類型對象的指針。我們大體可以這樣設計我們的類:
struct CRuntimeClass
{
  ……類的名稱等一切信息……
  CRuntimeClass * m_pNextClass;//指向鏈表中下一CRuntimeClass對象的指針
};
鏈表還應該有一個表頭和一個表尾,這樣我們在查鏈表中各對象元素的信息的時候才知道從哪裏查起,到哪兒結束。我們還要註明本身是由哪能個類派生。所以我們的鏈表類要這樣設計:
struct CRuntimeClass
{
  ……類的名稱等一切信息……
  CRuntimeClass * m_pBaseClass;//指向所屬的基類。
  CRuntimeClass * m_pNextClass;//定義表尾的時候只要定義此指針爲空就可以 了。
  static CRuntimeClass* pFirstClass;//這裏表頭指針屬於靜態變量,因爲我們知道static變量在內存中只初始化一次,就可以爲各對象所用!保證了各對象只有一個表頭。
};
有了CRuntimeClass結構後,我們就可以定義鏈表了:
static CRuntimeClass classCObject={NULL,NULL};//這裏定義了一個CRuntimeClass對象,因爲classCObject無基類,所以m_pBaseClass爲NULL。因爲目前只有一個元素(即目前沒有下一元素),所以m_pNextClass爲NULL(表尾)。
至於pFirstClass(表頭),大家可能有點想不通,它到什麼地方去了。因爲我們這裏並不想把classCObject作爲鏈表表頭,我們還要在前面插入很多的CRuntimeClass對象,並且因爲pFirstClass爲static指針,即是說它不是屬於某個對象,所以我們在用它之前要先初始化:CRuntimeClass* CRuntimeClass::pFirstClass=NULL;
現在我們可以在前面插入一個CRuntimeClass對象,插入之前我得重要申明一下:如果單純爲了運行時類型識別,我們未必用到m_pNextClass指針(更多是在運行時創建時用),我們關心的是類本身和它的基類。這樣,查找一個對象是否屬於一個類時,主要關心的是類本身及它的基類,
CRuntimeClass classCCmdTarget={ &classCObject, NULL};
CRuntimeClass classCWnd={ &classCCmdTarget ,NULL };
CRuntimeClass classCView={ &classCWnd , NULL };
好了,上面只是僅僅爲一個指針m_pBaseClass賦值(MFC中真正CRuntimeClass有多個成員變量和方法),就連接成了鏈表。假設我們現在已全部構造完成自己需要的CRuntimeClass對象,那麼,這時候應該定義表頭。即要用pFirstClass指針指向我們最後構造的CRuntimeClass對象——classCView。
CRuntimeClass::pFirstClass=&classCView;
現在鏈表有了,表頭表尾都完善了,問題又出現了,我們應該怎樣訪問每一個CRuntimeClass對象?要判斷一個對象屬於某類,我們要從表頭開始,一直向表尾查找到表尾,然後才能比較得出結果嗎。肯定不是這樣!
大家可以這樣想一下,我們構造這個鏈表的目的,就是構造完之後,能夠按主觀地拿一個CRuntimeClass對象和鏈表中的元素作比較,看看其中一個對象中否屬於你指定的類。這樣,我們需要有一個函數,一個能返回自身類型名的函數GetRuntimeClass()。
上面簡單地說一下鏈表的過程,但單純有這個鏈表是沒有任何意義。回到MFC中來,我們要實現的是在每個需要有RTTI能力的類中構造一個CRuntimeClass對象,比較一個類是否屬於某個對象的時候,實際上只是比較CRuntimeClass對象。
如何在各個類之中插入CRuntimeClass對象,並且指定CRuntimeClass對象的內容及CRuntimeClass對象的鏈接,這裏起碼有十行的代碼才能完成。在每個需要有RTTI能力的類設計中都要重複那十多行代碼是一件乏味的事情,也容易出錯,所以MFC用了兩個宏代替這些工作,即DECLARE_DYNAMIC(類名)和IMPLEMENT_DYNAMIC(類名,基類名)。從這兩個宏我們可以看出在MFC名類中的CRuntimeClass對象構造連接只有類名及基類名的不同!
到此,可能會有朋友問:爲什麼要用兩個宏,用一個宏不可以代換CRuntimeClass對象構造連接嗎?個人認爲肯定可以,因爲宏只是文字代換的遊戲而已。但我們在編程之中,頭文件與源文件是分開的,我們要在頭文件頭聲明變量及方法,在源文件裏實具體實現。即是說我們要在頭文件中聲明:
public:
static CRuntimeClass classXXX  //XXX爲類名
virtual CRuntime* GetRuntimeClass() const;
然後在源文件裏實現:
CRuntimeClass* XXX::classXXX={……};
CRuntime* GetRuntimeClass() const;
{ return &XXX:: classXXX;}//這裏不能直接返回&classXXX,因爲static變量是類擁有而不是對象擁有。
我們一眼可以看出MFC中的DECLARE_DYNAMIC(類名)宏應該這樣定義:
#define DECLARE_DYNAMIC(class_name) public: static CRuntimeClass class##class_name; virtual CRuntimeClass* GetRuntimeClass() const;
其中##爲連接符,可以讓我們傳入的類名前面加上class,否則跟原類同名,大家會知道產生什麼後果。
有了上面的DECLARE_DYNAMIC(類名)宏之後,我們在頭文件裏寫上一句
DECLARE_DYNAMIC(XXX)
宏展開後就有了我們想要的:
public:
static CRuntimeClass classXXX  //XXX爲類名
virtual CRuntime* GetRuntimeClass() const;
對於IMPLEMENT_DYNAMIC(類名,基類名),看來也不值得在這裏代換文字了,大家知道它是知道回事,宏展開後爲我們做了什麼,再深究真是一點意義都沒有!
有了此鏈表之後,就像有了一張存放各類型的網,我們可以輕而易舉地RTTI。CObject有一個函數BOOL IsKindOf(const CRuntimeClass* pClass) const;,被它以下所有派生員繼承。
此函數實現如下:
BOOL CObject::IsKindOf(const CRuntimeClass* pClass) const
{
  CRuntimeClass* pClassThis=GetRuntimeClass();//獲得自己的CRuntimeClass對象指針。
  while(pClassThis!=NULL)
  {
   if(pClassThis==pClass) return TRUE;
   pClassThis=pClassThis->m_pBaseClass;//這句最關鍵,指向自己基類,再回頭比較,一直到盡頭m_pBaseClass爲NULL結束。
  }
   return FALSE;
}

說到這裏,運行時類型識別(RTTI)算是完成了。寫這篇文章的時候,我一直重感冒。我曾一度在想,究竟寫這東西是爲了什麼。因爲如果我把這些時間用在別的地方(甚至幫別人打打字),應該有數百元的報酬。
是什麼讓“嗜財如命”的我繼續寫下去?我想,無非是想交幾個計算機的朋友而已。計算機是大家公認高科技的東西,但學習它的朋友大多隻能默默無聞,外界的朋友也不知道怎麼去認識你。程序員更不是“潮流”的東西,更加得不到別人的認可。
有一件個人認爲很典型的事情,有一天,我跟一個朋友到一個單位裏面。裏面有一個女打字員。朋友看着她熟練的指法,心悅誠服地說:“她的電腦水平比你的又高了一個很高的層次!”,那個女的打字高手亦自豪地說:“我靠電腦爲生,電腦水平肯定比你(指筆者)的好一點!換着是你,如果以電腦爲生,我也不敢說好過你!”。雖然我想聲明我是計算機專業的,但我知道沒有理解,所以我只得客氣地點頭。
選擇電腦“潮流”的東西實際是選擇了平凡,而選擇做程序員就是選擇了孤獨!幸好我不是一個專門的程序員,但即使如此,我願意做你們的朋友,因爲我愛你們

 
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