以前在設(shè)計(jì)DirectUI界面庫(該界面庫現(xiàn)已開源， 可到 這里 下載)架構(gòu)時(shí)，遇到一個(gè)接口繼承相關(guān)的問題，當(dāng)時(shí)沒有太好的解決方案，卻一直個(gè)耿耿于懷， 現(xiàn)在重新思考整理下。

我們的DirectUI控件層次大概如下： 

其中， 類名以 I 開頭的都是接口：
IObject表示框架的基本接口， 要求實(shí)現(xiàn)類似COM里IUnknown的功能，
IControl表示控件的基本接口， 所有控件都從該接口繼承，
IControlContainer表示容器類控件的基本接口，
IButton表示Button類的基本接口，
IPanel表示某種容器控件接口。
 
當(dāng)然上面的框架是簡(jiǎn)化的情況，實(shí)際情況比上面的復(fù)雜的多， 但該圖已經(jīng)可以幫我們說明這里的情況。

在真正實(shí)現(xiàn)Panel和Button時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)大量的代碼是重復(fù)和可以共用的，因此在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)， 我們的框架可能會(huì)變成這樣:

也就是說我們會(huì)出現(xiàn)接口和實(shí)現(xiàn)交叉繼承的情況，實(shí)際上我自己在實(shí)現(xiàn)時(shí)就是用這種方法的， 我想大部分人都會(huì)用這種方法（實(shí)際上WPF也是用這種方法的）。
這種方法的缺點(diǎn)是顯而易見的， 接口中包含了實(shí)現(xiàn)，基本上讓接口失去了它應(yīng)有的作用， 這在組件式編程中是致命的，比如本來在C++中我可以封裝成DLL，然后以類似COM的方式暴露接口給外部， 現(xiàn)在用這種方式卻沒法做到了（只能用導(dǎo)出類的方式）。

那么我們?cè)鯓硬拍芗然诮涌诰幊蹋?又能在實(shí)現(xiàn)時(shí)實(shí)現(xiàn)代碼重用呢？ 這個(gè)東西實(shí)際上是個(gè)語法糖， 即如何既符合C++語法又能實(shí)現(xiàn)我們這個(gè)需求。

于是，我們想到了如下的實(shí)現(xiàn)方式： 

我們的這種實(shí)現(xiàn)方式基于C++模板， 總的來說就是把我們要實(shí)現(xiàn)的接口通過模板參數(shù)傳到繼承類體系的最底層， 該方式的代碼大概如下：

該方式基本上完全滿足我們上面的需求，既實(shí)現(xiàn)了代碼重用，又是基于接口編程，但是你有沒有發(fā)現(xiàn)它有一個(gè)致命的缺點(diǎn)， 這個(gè)缺點(diǎn)就是C++模板導(dǎo)致的代碼膨脹， 我們?cè)?nbsp;C++模板會(huì)使代碼膨脹嗎 對(duì)模板導(dǎo)致的代碼膨脹有相關(guān)分析。也就是說我們上面的設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致每種控件繼承類都有一份重復(fù)的代碼， 即CControlImpl<IButton>和CControlImpl<IPanel>因?yàn)槭遣煌念悓?shí)例， 因此它們會(huì)生成2分代碼。你可能會(huì)覺得這個(gè)不算什么， 但是想想控件的繼承類可能有好幾十甚至上百，最終的可執(zhí)行文件會(huì)被撐大不少。

那么有沒有其他的方法來實(shí)現(xiàn)呢？  既能基于接口編程， 又能實(shí)現(xiàn)代碼重用，還沒有代碼膨脹的問題。

于是，我們想到了下面這種實(shí)現(xiàn)方式：




這種方式是最原始的方式， 實(shí)際上就是把接口體系單獨(dú)獨(dú)立出來， 把實(shí)現(xiàn)體系也單獨(dú)獨(dú)立出來，  然后在最終類(Button和Panel)里繼承組合起來。 當(dāng)然這種方式也有缺點(diǎn)， 就是我們要多做些工作，因?yàn)槲覀円谧罱K類(Button)里實(shí)現(xiàn)接口(IButton)， 在實(shí)現(xiàn)時(shí)我們要把所有接口需要實(shí)現(xiàn)的方法轉(zhuǎn)發(fā)給實(shí)現(xiàn)類(CButtonImpl)。

最后，總結(jié)下上面三種方法：
第一種實(shí)現(xiàn)和接口混合繼承的方法最簡(jiǎn)單，也最容易理解， 缺點(diǎn)是沒法完全基于接口編程； 第二種基于模板的方法比較難理解，實(shí)現(xiàn)上也比較簡(jiǎn)單， 缺點(diǎn)是代碼膨脹； 第三種多重繼承的方法也比較容易理解， 缺點(diǎn)是我們要多做一些工作。

我暫時(shí)就想到這些方法， 不知道其他朋友對(duì)上面的問題一般是怎么解決的， 有什么好的解決方法？

下面這種方案是評(píng)論中的朋友提到而新增的： 

上面這種方案相對(duì)于我們最后一種解決方案，可能更通用，缺點(diǎn)是繼承體系比較復(fù)雜， 會(huì)出現(xiàn)菱形繼承，只能用虛擬繼承。

注： 再深入一點(diǎn)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)上面的接口和實(shí)現(xiàn)其實(shí)是接口和抽象類的差別，IObject和IControl是接口， CObjectImpl和CControlImpl是抽象類， 接口強(qiáng)調(diào)暴露給外部的行為， 而抽象類是沒法直接實(shí)例化的抽象實(shí)現(xiàn)。


看到云風(fēng)也遇到過類似的問題： C++ 中的接口繼承與實(shí)現(xiàn)繼承