Интерфейсы - Программирование от RIN.RU

Интерфейсы играют главную роль в технологиях СОМ (Component Object Model - компонентная модель объектов), CORBA (Common Object Request Broker Architecture - архитектура с брокером требуемых общих объектов) и связанных с ними технологиях удаленного доступа, т. е. технологиях доступа к объектам, расположенным (и выполняющимся) на другой машине. Их основная задача - описать свойства, методы и события удаленного объекта в терминах машины клиента, т. е. на используемом при разработке клиентского приложения языке программирования. С помощью интерфейсов программа клиента обращается к удаленному объекту так, как если бы он был ее собственным объектом.

Тема интерфейсов достаточно обширна и интересна. В этой главе даются лишь самые общие сведения об интерфейсах. Сведение этой темы в одну главу с классами не случайно, т. к. интерфейс представляет собой пустой класс, т. е. класс, в котором провозглашены, но никак не расшифрованы свойства и методы.

Создание и использование интерфейса

Интерфейсы представляют собой частный случай описания типов. Они объявляются с помощью зарезервированного слова interface. Например:

type 
  IEdit = interface 
  procedure Copy; stdcall; 
  procedure Cut; stdcall; 
  procedure Paste; stdcall; 
  function Undo: Boolean; stdcall; 
end;

Такое объявление эквивалентно описанию абстрактного класса в том смысле, что провозглашение интерфейса не требует расшифровки объявленных в нем свойств и методов.

В отличие от классов интерфейс не может содержать поля, и, следовательно, объявляемые в нем свойства в разделах read и write могут ссылаться только на методы. Все объявляемые в интерфейсе члены размещаются в единственной секции public. Методы не могут быть абстрактными (abstract), виртуальными (virtual), динамическими (dynamic) или перекрываемыми (override). Интерфейсы не могут иметь конструкторов или деструкторов, т. к. описываемые в них методы реализуются только в рамках поддерживающих их классов, которые называются интерфейсными.

Если какой-либо класс поддерживает интерфейс (т. е. является интерфейсным), имя этого интерфейса указывается при объявлении класса в списке его родителей:

TEditor = class(TInterfacedObject,IEdit) 
    procedure Copy; stdcall; 
    procedure Cut; stdcall; 
    procedure Paste; stdcall; 
    function Undo: Boolean; stdcall; 
end;

В отличие от обычного класса интерфейсный класс может иметь более одного родительского интерфейса:

type 
  IMylnterface = interface procedure Delete; stdcall; 
end; 

  
TMyEditor = class(TInterfacedObiect, lEdit, IMylnterface) 
   procedure Copy; stdcall; 
   procedure Cut; stdcall; 
   procedure Paste; stdcall; 
   function Undo:, Boolean; stdcall; 
   procedure Delete; stdcall; 
end;

В любом случае в разделе реализации интерфейсного класса необходимо описать соответствующие интерфейсные методы. Если, например, объявлен интерфейс

IPaint = interface 
   procedure CirclePaint(Canva: TCanvas; X,Y,R: Integer); 
   procedure RectPaint(Canva: TCanvas; X1,Y1,X2,Y2: Integer); 
end;

TPainter = class(TInterfacedObject,IPaint) 
   procedure CirclePaint(Canva: TCanvas; X,Y,R: Integers); 
   procedure RectPaint(Canva: TCanvas; X1,Y1,X2,Y2: Integer); 
end;

то в разделе implementation следует указать реализацию методов:

procedure TPainter.CirclePaint(Canva: TCanvas; X,Y,R: Integers; )
begin 
  with Canva do 
    Ellipse(X, Y, X+2*R, Y+2*R) ; 
end; 


procedure TPainter.RectPaint(Canva: TCanvas; X1,Y1,X2,Y2: Integer); 
begin 
  with Canva do 
    Rectangle(XI, Yl, X2, Y2) 
end;

Теперь можно объявить интерфейсный, объект класса TPainter, чтобы с его помощью нарисовать окружность и квадрат:

procedure TForm1.PaintBoxIPaint(Sender: TObject); 
var 
  Painter: IPaint; 
begin 
  Painter := TPainter.Create; 
  Painter.CirclePaint(PaintBoxl.Canvas,10,0,10) ; 
  Painter.RectPaint(PaintBoxl.Canvas,40,0,60,20); 
end;

Несмотря на то что интерфейс всегда объявляется до объявления использующего его интерфейсного класса и, следовательно, известен компилятору, его методы обязательно должны быть перечислены в объявлении класса. В нашем случае простое указание

type 
  TPainter = class(TInterfacedObject, IPaint) 
end;

было бы ошибкой: компилятор потребовал бы вставить описание методов CirclePaint и RectPaint.

Подобно тому как все классы в Object Pascal порождены от единственного родителя TObject, все интерфейсные классы порождены от общего предка TInterfacedObject. Этот предок умеет распределять память для интерфейсных объектов и использует глобальный интерфейс lunknow:

type 
  TInterfacedObject = class(TObject, lUnknown) 

  
private 
  FRefCount: Integer; 
protected 
  function Querylnterface( 
  const IID: TGUID; out Obj): Integer; stdcall; 
  function _AddRef: Integer; stdcall; 
  function _Release: Integer; stdcall; 
public 
  property RefCount: Integer read FRefCount; 
end;

Если бы в предыдущем примере класс TPainter был описан так:

TPainter = class(IPaint) 
  procedure CirclePaint(Canva: TCanvas; X,Y,R: Integer); 
  procedure RectPaint(Canva: TCanvas; X1,Y1,X2,Y2: Integer); 
end;

компилятор потребовал бы описать недостающие методы Queryinterface, _Add И _Release класса TInterfacedObject. Поле FRef Count этого класса служит счетчиком вызовов интерфейсного объекта и используется по принятой в Windows схеме: при каждом обращении к методу Add интерфейса IUnknow счетчик наращивается на единицу, при каждом обращении к Release - на единицу сбрасывается. Когда значение этого поля становится равно 0, интерфейсный объект уничтожается и освобождается занимаемая им память.

Если интерфейс предполагаетсяиспользовать в технологиях COM/DCOM или CORBA, его методы должны описывать с директивой stdcall или (для объектов Автоматизации) safecall

К интерфейсному объекту можно применить оператор приведения типов as, чтобы использовать нужный интерфейс:

procedure PaintObjects(P: TInterfacedObject)

var 
  X: IPaint; 
begin 
  try 
    X := P as IPaint; 
    X.CirclePaint(PaintBoxl.Canvas,0,0,20) 
    except 
    ShowMessage('Объект не поддерживает интерфейс IPaint') 
  end 
end;

Встретив такое присваивание, компилятор создаст код, с помощью которого вызывается метод Queryinterface интерфейса IUnknow с требованием вернуть ссылку на интерфейс IPaint. Если объект не поддерживает указанный интерфейс, возникает исключительная ситуация.

Интерфейсы, рассчитанные на использование в удаленных объектах, должны снабжаться глобально-уникальным идентификатором (guiD). Например:

IPaint = interface 
  ['{A4AFEB60-7705-11D2-8B41-444553540000}'] 
  procedure CirclePaint(Canva: TCanvas; X,Y,R: Integer); 
  procedure RectPaint(Canva: TCanvas; Xl,Yl,X2,Y2: Integer); 
end;

Глобально-уникальные идентификаторы создаются по специальной технологии, гарантирующей ничтожно малую вероятность того, что два guid совпадут. Эта технология включена в Windows 32: чтобы получить guid для вновь созданного интерфейса в среде Delphi, достаточно нажать клавиши Ctrl+Shift+G. Для работы с guid в модуле System объявлены следующие типы:

type 
  PGUID = ^TGUID; 
  TGUID = record Dl: LongWord; 
  D2: Word; 
  D3: Word; 
  D4: array [0..7] of Byte; 
end;

Программист может объявлять типизированные константы типа tguid, например:

const IID_IPaint: TGUID= ['{A4AFEB61-7705-11D2-8B41-444553540000}'] ;

Константы guid могут использоваться вместо имен интерфейсов при вызове подпрограмм. Например, два следующих обращения идентичны:

procedure Paint(const IID: TGUID);
Paint(IPaint) ;
Paint(IID_Paint);

С помощью зарезервированного слова implements программист может делегировать какому-либо свойству некоторого класса полномочия интерфейса. Это свойство должно иметь тип интерфейса или класса. Если свойство имеет тип интерфейса, имя этого интерфейса должно указываться в списке родителей класса, как если бы это был интерфейсный класс:

type 
  IMylnterface = interface 
     procedure P1; procedure P2 ; 
end; 


TMyClass = class(TObject, IMylnterface) 
   FMyInterface: IMylnterface; 
   property Mylnterface: IMylnterface 
   read FMyInterface implements IMylnterface; 
end;

Обратите внимание: в этом примере класс TMyciass не является интерфейсным, т. е. классом, в котором исполняются методы p1 и P2. Однако если из него убрать определение уполномоченного свойства Mylnterface, он станет интерфейсным, и в нем должны быть описаны методы интерфейса IMylnterface.

Уполномоченное свойство обязательно должно иметь часть read. Если оно имеет тип класса, класс, в котором оно объявлено, не может иметь других уполномоченных свойств.