c++ - 为什么在具有多个接口(interface)() 的对象中实现 QueryInterface() 时我需要显式向上转换

Question

假设我有一个实现两个或多个 COM 接口(interface)的类:

class CMyClass : public IInterface1, public IInterface2 {
};

我看到的几乎所有文档都表明，当我为 IUnknown 实现 QueryInterface() 时，我明确地将 this 指针向上转换为其中一个接口(interface):

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

问题是为什么我不能直接复制这个？

if( iid == __uuidof( IUnknown ) ) {
     *ppv = this;
     //call Addref(), return S_OK
}

文档通常说，如果我这样做，我将违反对同一对象的任何 QueryInterface() 调用必须返回完全相同的值的要求。

我不太明白。他们的意思是，如果我对 IInterface2 进行 QI() 并通过该指针调用 QueryInterface()，C++ 将传递 this 与如果我对 IInterface2 进行 QI() 略有不同，因为 C++ 每次都会使 this 指向一个子对象？

Answer 1

问题是 *ppv 通常是一个 void* - 直接将 this 分配给它只会简单地采用现有的 this 指针并给 *ppv 它的值(因为所有指针都可以转换为 void*)。

这不是单继承的问题，因为对于单继承，所有类的基指针总是相同的(因为 vtable 只是为派生类扩展)。

但是 - 对于多重继承，您实际上最终会得到多个基指针，具体取决于您正在谈论的类的“ View ”!这样做的原因是，通过多重继承，您不能只扩展 vtable - 您需要多个 vtable，具体取决于您正在谈论的分支。

因此您需要强制转换 this 指针以确保编译器将正确的基指针(用于正确的 vtable)放入 *ppv。

这是一个单继承的例子:

class A {
  virtual void fa0();
  virtual void fa1();
  int a0;
};

class B : public A {
  virtual void fb0();
  virtual void fb1();
  int b0;
};

A 的 vtable:

[0] fa0
[1] fa1

用于 B 的 vtable:

[0] fa0
[1] fa1
[2] fb0
[3] fb1

注意，如果你有 B vtable 并且你把它当作一个 A vtable 它只是工作 - A 的成员的偏移量> 正是您所期望的。

这是一个使用多重继承的示例(使用上面的 A 和 B 的定义)(注意:只是一个示例 - 实现可能会有所不同):

class C {
  virtual void fc0();
  virtual void fc1();
  int c0;
};

class D : public B, public C {
  virtual void fd0();
  virtual void fd1();
  int d0;
};

用于 C 的 vtable:

[0] fc0
[1] fc1

用于 D 的 vtable:

@A:
[0] fa0
[1] fa1
[2] fb0
[3] fb1
[4] fd0
[5] fd1

@C:
[0] fc0
[1] fc1
[2] fd0
[3] fd1

以及D的实际内存布局:

[0] @A vtable
[1] a0
[2] b0
[3] @C vtable
[4] c0
[5] d0

请注意，如果您将 D vtable 视为 A 它将起作用(这是巧合 - 您不能依赖它)。但是 - 如果您在调用 c0 时将 D vtable 视为 C (编译器期望在 vtable 的插槽 0 中)，您'会突然调用a0!

当你在 D 上调用 c0 时，编译器实际上会传递一个假的 this 指针，该指针有一个看起来像C.

所以当你在 D 上调用 C 函数时，它需要调整 vtable 以指向 D 对象的中间(在@C vtable) 在调用函数之前。