COM编程中的接口查询QueryInterface的实现原理

我们都知道，COM组件编程中，QueryInterface实现的接口之间的查询，通过这个接口，我们可以获取该组件中其他的接口。但是，QueryInterface实现的原理是什么呢，首先，我们看一下基本的COM实现。一般来说，COM是 通过多继承实现多个接口，如下图



而对应的QueryInterface实现如下


HRESULT 实现类：：QueryInterface( const IID& iid,void **ppv)




...{


if( iid==IID_IUnknown)


*ppv=(接口一*) this;


else


if( iid== IID_接口一）


*ppv=(j接口一*) this




//其他以此类推


}





在查询IUnknown接口的时候，如下面查询


IUnknwon *Unknown;


实现类.QueryInterface(IID_IUnknown,void(**)Unknown);


//其他以此类推

再看以下代码：

LPDIRECTDRAW lpdd = NULL;
if( FAILED(lpdd->QueryInterface(IID_IDirectDraw7, (LPVOID *) &lpdd)))
{
//error handle and return
}

代码很简单，就是调用了QueryInterface方法去获得DirectDraw7的接口指针。

QueryInterface通过传入的IID参数来判断要查询哪个接口.

因为多个接口的实现是通过多继承实现的。所以，实现类的的内存结构如下图中的this指针数据，

注意，QueryInterface中查询的时候，是将实现类的this指针强制转换成要查询的接口的类型，这个时候在内存中发生的操作是将this的内存块切割成要查询的接口的内存大下，然后将这块内存填入传入的void指针。这就获取了要查询的接口。因为实现类的内存中是包含了要查询的接口的内存结构，因此，上面的操作是可实现的。整个过程如下图



这就是接口查询的实现原理。

至于组件的另外一种基于模板的实现，例如ATL，就比较复杂，

我昨天实现第一个COM对象的时候override的QueryInterface方法：

HRESULT __stdcall ComObject::QueryInterface(const IID &iid, void ** iface)
{
if(iid == IID_IX)
*iface = (InterfaceX*) this;
else
if (iid == IID_IY)
*iface = (InterfaceY*) this;
else
*iface = 0;
return E_NOINTERFACE;
((IUnknown*) (*iface))->AddRef();
return (S_OK);
}

我觉得别扭是因为第二个参数少了个dereference操作符，尽管LPVOID就是void *，但是通过使用typedef关键字将其定义为LPVOID，确实让代码可读性更高了。这是我想到第一个问题；
接着就是一个感觉很低级的问题了：QueryInterface为什么要使用指针的指针作为参数呢？直接用指针不行吗？如果仅仅是为了在函数体中能够改变参数，使用指针就足够了。那是因为什么呢？我们从如下形式的QueryInterface方法来看：

HRESULT QueryInterface( REFIID iid, void ** ppvObject);
HRESULT QueryInterface( REFIID riid,LPVOID *ppvObj);

第一，ppvObject这个参数的含义是接口指针的地址(Address of a pointer to fill with the interface

pointer)。从这个角度而言，第二种函数形式就更为容易理解了，由于"*"为解引用操作符，作用于ppvObject，得到的类型正好就是一个接口指针了(与LPVOID相对应)；
第二，QueryInterface如果执行成功，就会将相应的接口指针赋给参数*ppvObject，如果仅仅是传递接口指针本身，而非接口指针的地址，就无法在函数体中对其进行赋值了。大家看以下代码：

class X
{
public:
virtual void sayHi();
};

class Y:public X
{
public:
void sayHi();
};

(Test.cpp)

#include <iostream>
#include "Test.hpp"

using namespace std;

void X::sayHi()
{
cout << "Hi, My name is X." << endl;
}

void Y::sayHi()
{
cout << "Hi, My name is Y." << endl;
}

void change(X *x)
{
x = new Y;
}

void main()
{
X* a = new X;
a->sayHi();
change(a);
a->sayHi();
}

大家会觉得输出是什么呢？我们所期待的Y给大家的问候语并没有出现，就剩下X在唱独角戏。不管如何折腾，Y就是不会出现。如果使用了指针的指针，我们就可以得到体现多态的结果了。
PS：其实这是一个很简单的问题，但是通过摸索让自己对双重指针有了进一步的认识，以前就知道双重指针的定义就是指针的指针，至于它为什么会存在，一点想法都没有。在瞎胡闹的过程中，同时还强化了一个概念，就是运算符的优先级，类型转化的优先级要比"->"和"."要低。