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更好地模擬VC++關鍵字__uuidof

轉帖請註明出處 http://www.cppblog.com/cexer/archive/2008/07/05/55419.html

  世界上有個叫__uuidof的關鍵字。這是一個家喻戶曉且其被廣泛使用的關鍵字,幾乎可以說,有COM程式設計師的地方,就有它 __uuidof的存在。其很好很強大的程度是人所共見的,誇張一點比喻:離開它的COM程式設計師,就像失去了點火器的火箭,雖然可以人工點火,但是不安全且無效率。

  不過很多人並不知道,這其實是一個編譯器擴充套件關鍵字,提供了此關鍵字的僅VC一家別無它店。幸運的是,強大的C++讓我們能夠輕易模擬出這個關鍵字的大部分功能。

  網上能夠找到一種模擬的方法,見

許式偉:《模擬VC++提供的關鍵字__uuidof》。該方法的實現是:特化模板類的成員函式,然後執行時呼叫函式根據UUID字串產生出UUID,由於是生成於執行時,所以它無可避免地有兩個缺點:

  • 存在執行時消耗。
  • 無法作為非型別模板引數傳遞給模板。

  那些整天流著口水追求效率的C++程式設計師們,是不能忍受任何不必要的執行時消耗的。對於第二點,VC的關鍵字__uuidof取出來的UUID是能夠作為非型別模板引數傳遞的,ATL中就大量地使用了這樣的引數傳遞形式,所以目前的這種實現功能有限,模擬度還不夠高。

  其實只要能讓它能夠編譯期決定UUID的值,那麼這兩個問題就迎刃而解了。而這是肯定可以實現的,並且很簡單。我曾經在自己寫的一個COM庫裡實現過這樣的方法,雖然那個庫已經不知丟到哪裡去了,不過那個方法還記得。

  解決的途徑還是離不開模板特化。類的成員包括成員函式和成員變數,函式是執行時作用的,然而static const的成員變數可以是編譯期就決定。所以解決的方法就在眼前了:特化模板的成員變數。

  以下是我的實現方法。

  先定義一個類模板,它有一個static const ,UUID型別的成員變數:

    template<typename T>   
struct _uuid_of_impl
{
static const UUID id;
};
template<typename T>
const
UUID _uuid_of_impl<T>::id=GUID_NULL;

  有了這個簡單的東西就好辦了,只需要針對某個介面特它的成員變數就行了,如:

    template<>    
const UUID _uuid_of_impl<IUnknown>::id=IID_IUnknown;

template<>
const UUID _uuid_of_impl<IDispatch>::id=IID_IDispatch;


  然後我們就可以這樣取得介面的UUID:

    IID IunknownID=_uuid_of_impl<IUnknown>::id;   
IID IdispatchID=_uuid_of_impl<IDispatch>::id;


  作為非型別模板引數傳遞:

    template<const IID* t_iid>   
struct __uuid_of_test
{
__uuid_of_test()
{}

void test()
{
t_iid;
}
};

__uuid_of_test<&(_uuid_of_impl<IDispatch>::id) > obj;


  不過現在這種實現還有一些問題,看以下程式碼:

    IID ITypelibID=_uuid_of_impl<ITypeLib>::id;


  注意我們並沒有事先對模板__uuid_of_impl特化ITypeLib的版本。但是以上語句卻能夠編譯通過,在執行時,__uuid_of_impl<ITypeLib>的值將會是錯誤的值GUID_NULL。這是因為,我們定義模板的時候,同時在模板外定義了模板的靜態成員變數並賦值為GUID_NULL,所以沒有用特化的方法定義UUID的介面,都將使用GUID_NULL這個通用值。這當然不是我們想要的。所以我們想在沒有定義UUID的時候讓編譯器警告我們,要達到這樣的效果只需要去掉上面那句:

    template<typename T>   
const UUID _uuid_of_impl<T>::id=GUID_NULL;


  現在再進行編譯,編譯器會告訴你,有一個無法解析的符號。根據編譯器提供的相關資訊,很容易就能確定問題所在。這樣能夠在編譯期極大地減小安全隱患。

  最後加上我們定義的幾個巨集,這是最後的全部實現:

    template<typename T>   
struct _uuid_of_impl
{
static const UUID id;
};

#define uuid_of(x) _uuid_of_impl<x>::id
#define DEFINE_UUID(x,l,w1,w2,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8) \
template<> \
const UUID _uuid_of_impl<x>::id={l,w1,w2,{b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8}}


  用以下程式碼測試通過:

    struct ITest{};   

DEFINE_UUID(ITest,0x96289151,0xf059,0x4049,0x88,0x19,0x61,0xa6,0xe9,0x79,0xc,0xf1);

template<const IID* t_iid>
struct uuid_of_test
{
uuid_of_test(){}
};

int main()
{
IID xxxxID=uuid_of(ITest);
uuid_of_test<&(uuid_of(ITest))> obj;

return 0;
}


  需要注意的是DEFINE_UUID應該在實現檔案(*.cpp,*.cxx,……)當中使用。到這裡,仍有一些使用方法與VC的關鍵字是不一樣的,所以仍沒做到模擬度100%。不過我相信通過預處理超程式設計,能夠相當程度地逼近它,只是我對預處理超程式設計不是很瞭解,所以就不在這裡獻醜了。