在多重继承中使用隐式转换而不是 QueryInterface() 合法吗？答案

【问题标题】：Is using implicit conversion for an upcast instead of QueryInterface() legal with multiple inheritance?在多重继承中使用隐式转换而不是 QueryInterface() 合法吗？
【发布时间】：2011-03-12 04:09:21
【问题描述】：

假设我有一个实现两个或多个 COM 接口的类（完全如 here）：

class CMyClass : public IInterface1, public IInterface2 { 
};

QueryInterface() 必须为同一接口的每个请求返回相同的指针（它需要显式向上转换以进行正确的指针调整）：

if( iid == __uuidof( IUnknown ) ) { 
    *ppv = static_cast<IInterface1*>( this );
    //call Addref(), return S_OK 
} else if( iid == __uuidof( IInterface1 ) ) {
    *ppv = static_cast<IInterface1*>( this );
    //call Addref(), return S_OK 
} else if( iid == __uuidof( IInterface2 ) ) {
    *ppv = static_cast<IInterface2*>( this );
    //call Addref(), return S_OK 
} else {
    *ppv = 0;
    return E_NOINTERFACE;
}

现在对象中有两个IUnknowns - 一个是IInterface1 的基，另一个是IInterface2 的基。还有they are in different subobjects。

假设我为IInterface2 调用QueryInterface() - 返回的指针与我为IUnknown 调用QueryInterface() 时返回的指针不同。到目前为止，一切都很好。然后我可以将检索到的IInterface2* 传递给任何接受IUnknown* 的函数，并且由于C++ 隐式转换，该指针将被接受，但它与QueryInterface() for IUnknown* 检索的指针不同。事实上，如果该函数在被调用后立即为IUnknown 调用QueryInterface()，它将检索一个不同的指针。

这在 COM 方面是否合法？当我有一个指向多重继承对象的指针并且我允许隐式向上转换时，我该如何处理？

【问题讨论】：

实际上，我从未见过任何代码使用 COM 身份规则。也就是说，另一个 IUnknown* 是不合法的 - 您必须选择一个从 QueryInterface 返回。就您自己的、内部的、C++ 对 COM 对象实现对象的使用而言 - 如果您正在铸造，那么您无论如何都不会做 COM，所以您所做的任何事情都是合法的 C++，而不是合法的 COM。
@Chris Becke：我猜想实现一些类似缓存的功能需要身份。

标签： c++ windows visual-c++ com multiple-inheritance

【解决方案1】：

COM 没有关于接口标识的规则，只有对象标识。 QI 的第一条规则说，如果两个接口指针上的 IID_Unknown 上的 QI 由相同的对象实现，则它们必须返回相同的指针。您的 QI 实现正确地做到了这一点。

如果没有接口标识的保证，COM 方法不能假定它获得了相同的 IUnknown 指针，当它在该指针上调用 QI 时将检索该指针。因此，如果需要证明对象身份，则需要单独的 QI。

【讨论】：

【解决方案2】：

正如Hans 指出的那样，您对QueryInterface 的实现是正确的。

COM 对象的用户有责任始终使用QueryInterface。原因正是为了防止您指出的情况：将 IInterface1* 或 IInterface2* 指针转换为 IUnknown* 指针会产生不同的物理值。

在 C++ 中，实现者不可能防止用户做错。

它是否会导致应用程序失败取决于应用程序是否关心比较 COM 对象的身份。

MSDN: The Rules of the Component Object Model

对象标识。 要求任何对 QueryInterface 的调用给定对象实例的接口对于特定接口 IUnknown 必须始终返回相同的物理指针值。这可以调用 QueryInterface(IID_IUnknown, ...) on 任意两个接口并比较结果来确定他们是否指向同一个实例对象（相同的 COM 对象标识）。

正如Oleg 所指出的，对象标识的失败将产生相当有限的影响，因为COM 接口成员的调用基本上不受影响——如果函数签名匹配，每个虚拟表条目将指向相同的函数地址。

所有的 COM 智能指针实现都使用QueryInterface 在转换到不同的接口时，或者当当前接口可疑时。他们的比较运算符自动在每个输入指针上使用QueryInterface(IID_IUnknown, ...)，以获得可以直接比较的物理 IUnknown* 指针。如果您选择在整个应用程序中使用原始指针，对象标识的失败将开始影响您的应用程序。

当类没有任何菱形继承时，失败不会出现的一种特殊情况。然而，隐式转换在 COM 中始终是非法的，无论它是否使应用程序崩溃。

【讨论】：

我已经阅读了规则，但是......他们说QueryInterface()，而不是其他任何东西，必须遵循身份要求。这真的意味着隐式向上转型是非法的吗？ QI() 是 QI()，C++ 转换就是 C++ 转换。
我不同意。引文谈到对象身份，与接口身份不同。
@sharptooth：在 COM 中思考时，尽量远离 IInterface1 继承自 IUnknown 的想法。更准确的说法是：IInterface1 包含成员 AddRef、Release 和 QueryInterface 以及它自己的函数。
@Hans：我承认可能存在混淆。这个问题的标题是“对向上转换而不是 QueryInterface 的隐式转换”。在@sharptooth 的问题中询问允许这种情况发生是否违法。（我将编辑我的答案以澄清）
不管怎样，规则说对同一个对象的同一个接口的两个 QI 调用必须返回同一个指针。 upcast 不会违反此要求 - QI 仍然可以正常工作。

【解决方案3】：

似乎有一个小误会。接口IInterface1 和IInterface2 是纯粹抽象的。 IInterface1 和 IInterface2 没有单独的 QueryInterface()。只有一个声明，该类CMyClass 将实现来自IInterface1 和IInterface2 的所有方法（CMyClass 的方法集是IInterface1 和IInterface1 的方法集）。

所以你在 CMyClass 类中实现 one QueryInterface()、one AddRef() 和 one Release() 方法。在QueryInterface() 中，您将指向CMyClass 类实例的指针转换为static_cast<IUnknown*>。

已更新：嗨！写完答案后，我不得不立即开车离开。直到现在我才能阅读所有其他答案，并可以在我的答案中添加一些内容。

好的。您说如果您将IInterface1 转换为IUnknown，并且如果您将IInterface2 转换为IUnknown，您会收到两个不同的指针。你说的对！但是，这并不重要。如果你比较两个指针的包含（在这两种情况下，地址有QueryInterface()、AddRef() 和Release()）你会发现两个指针有相同的包含。所以我也是对的！

有很多很好的例子如何在纯 C 中实现 COM。在这种情况下，您需要定义一个静态结构，其中包含指向 QueryInterface()、AddRef() 和 Release() 等虚函数的指针，并给出指针由于QueryInterface()，这样的结构返回。它再次表明，只有您返回的包含对 COM 很重要，而不是指针（返回哪个 vtable 并不重要）。

还有一点小话。在某些 cmets 中，您写到有许多方法实现 QueryInterface()、AddRef() 和 Release() 的可能性。我不同意这里。原因是接口是纯抽象类，如果你定义一个实现了一些接口的类，你就没有典型的类继承。您只有一个类，所有接口的所有功能的一个实现。如果您在 C++ 中执行此操作，那么编译器会创建静态 vtable 并使用指向函数 QueryInterface()、AddRef()、Release() 等的唯一实现的相应指针填充静态 vtable，但所有 vtable 都指向相同的函数。

为了减少 Microsoft 引入的 vtable 数量 __declspec(novtable) 或 ATL_NO_VTABLE，但这不是您问题的一部分。

【讨论】：

是的，我知道。但是有一个正式的问题。当我从IInterface2 隐式向上转换到IUnknown 时，我得到的指针与我从QI() 得到的指针不同。整个问题是关于一件事：就 COM 而言，IUnknown“合法”吗？
这些方法有很多实现，即使只有一个将调用转发到实现它的单个版本。

【解决方案4】：

如果您有interface IInterface1 : IDispatch 和interface IInterface2 : IDispatch，那么QI 用于IUnknown 上的IInterface1 和IInterface2 必须根据对象身份规则返回相同的指针

但是……

IDispatch 上的IInterface1 上的QI 与QI 上的IDispatch 上的IInterface2 相比，可以返回不同的实现。

所以答案是（再次）视情况而定。向上转换为 IUnknown 为负值，向上转换为其他任何值可能为正值。

【讨论】：