第7章基于COM技术的方法实现混合编程

第7章基于COM技术的方法实现混合编程COM是MATLAB提供的一种同外部程序接口的方法，本章主要介绍COM技术，COM技术的接口，如何使用MATLABCOM编译器，如在VC++中使用MATLAB的COM组件等相关内容，最后给出基于COM技术实现混合编程的实例。7.1.1COM技术概述COM（Component）是一种软件开发技术，由微软公司提出，目的是为了将计算机软件生产按照更加符合人类的行为方式开发。在COM的技术构架下，开发人员可以开发出各种各样的功能专一的组件，然后将它们按照需要组合起来，构成复杂的应用系统。组件是一些小的二进制可执行程序，通过调用接口，它们可以给不同的应用程序，操作系统以及其它组件提供服务。7.1.2COM结构COM为组件程序提供了一个面向对象的活动环境。在该环境内组件和应用程序之间可以按照统一的标准进行通信。COM标准包括基本规范和程序实现，基本规范定义了组件和组件之间通信的机制，这些规范脱离任何特定的编程语言和操作系统，只要按照COM组件规范，开发人员可以使用任何编程语言调用相关的组件。COM标准的实现部分主要是COM库，COM库为COM规范的具体实现提供了一些核心服务。7.1.3COM组件的有关概念1.COM接口在COM技术中，接口相当于C++只有纯虚成员函数的抽象类，接口的名字通常以大写I开头，例如ITestMyInterface。每个接口定义了COM对象功能的相关操作。为了支持其它客户程序调用，COM对象通常拥有至少一个或者多个接口7.1.4COM特性COM规范所定义的组件模型，除了前面提到的面向对象的特性和客户/服务器外，还包括COM规范的语言无关性、对进程的透明性和它的可重用机制等重要特性。7.1.5COM发展前景COM组件模型提出后，一直不断地被完善和充实，沿着该技术路线，微软公司提出了DCOM，COM+，Activex等技术规范。7.2COM技术接口COM对象的客户与对象之间通过接口进行交互，所以组件之间接口的定义非常重要。COM规范的核心内容是关于接口的定义，虽然COM接口本身并不复杂，但围绕COM接口有很多内容值得仔细探讨，包括接口的标识、接口函数的调用习惯、参数处理、接口与对象的关系以及接口与C/C++的关系、COM接口所具有的特性等。7.2.1从API到COM接口在开发一个软件系统时，需要对大的系统进行模块划分，以便于编程和组件重用。例如要开发一个制造资源规划系统（ERP），系统需要包括一个具有通用部门管理功能的模块，按照COM组件化程序设计的方法，应该把部门管理功能放到一个组件模块中实现。如果以后部门管理的查询算法或者基础数据库改变了，只要应用程序与组件程序之间的接口不变，则新的组件程序仍然可以被应用系统使用。这就是采用组件程序带来的灵活性。7.2.2接口定义和标识从技术上讲，接口是包含了一组函数的数据结构，通过这组数据结构，客户代码可以调用组件对象的功能。接口定义了一组成员函数，这组成员函数是组件对象暴露出来的所有信息，客户程序利用这些函数获得组件对象的服务。7.2.3用C++语言定义接口如果用户熟悉C++语言类的实现机理，则不难发现，COM接口结构中的vtable与class的vtable（类的虚函数表）完全一致，因此，用类c1ass描述COM接口是最方便的手段。7.2.4接口描述语言IDLCOM规范在采用OSF的DCE规范描述远程调用接口IDL(接口描述语言)的基础上，进行扩展形成了COM接口的描述语言。接口描述语言提供了一种不依赖于任何语言的接口描述方法，因此，它可以成为组件程序和客户程序之间的共同语言。7.3使用MATLABCOM编译器生成COM组件MATLAB的COM编译器最早出现在MATLAB6.5，也就是R13版本中才开始提供的一个新工具。它是MATLAB编译器的一个扩展功能，能够把一个或多个M方程转换、编译成COM组件。开发者可以使用这个编译器把MATLAB应用程序转换成方便使用COM对象，然后在其他语言编写的程序中使用这些组件对象，这样将有助于快速及灵活地发布和部署用MATLAB编写的程序。7.3.1MATLABCOM编译器用法目前MATLAB的COM编译器的最新版本是MATLABBuilderfor.Net，是随着MATLABR2006b发布的，这个版本的COM编译器基于最新的MATLAB编译器4.5。其工作原理是利用MATLAB编译器把MATLAB程序转换成C/C++程序，同时产生和COM有关的包装代码，然后调用外部编译器来产生COM对象7.3.2MATLABCOM编译器产生的COM组件MATLABCOM编译器产生的COM组件7.4在VC++中使用MATLAB的COM组件COM组件理论上可以在任何编程语言中使用，在C/C++中使用COM是最直接、高效的，但也可能是比较复杂一些，借助MFC类库或者ATL可以便这个工程得到一定的简化，一般来说，C++程序可以通过两种方式调用COM组件。它们是早期绑定和后期绑定。早期绑定适用于任何接口.它要求C++客户程序在编译时必须得知需要调用的COM组件的接口定义。而后期绑定只是适用于支持自动化的接口，这种方法是通过IDispatch接口在运行时调用COM组件.相比之下。早期绑定比后期绑定高效。7.4.1以早期绑定方式调用COM组件早期绑定也被称为VirtualTable绑定，它要求客户程序在编译时就可以知道需要调用的接口的类型定义7.4.2#import指令的使用在大多数实际使用中，通常只有编译好的二进制模块，也就是dll文件。在这种情况下，可以通过VC++的#import指令从服务器dll文件中产生必要的信息。7.5应用实例本节中将通过实例说明如何在VC++中使用MATLAB创建并编译生成的COM组件。具体的过程包括首先创建MATLABCOM组件，然后在VC++中调用。7.5.1创建MATLAB组件首先创建class_compiler_func()函数的M文件，并将文件保存为class_compiler_func.m。7.5.2创建VC++工程（1）创建一个基于MFC对话框的工程，工程名称为ClassCompiler，如图7.14所示。7.5.3完善代码在VC++集成环境中修改文件ClassCompilerDlg.cpp，该代码是该工程的主要程序文件，保留了定义对话框，对话框初始化，定义菜单项，为对话框设置图标，设置图标等程序初始化工作。voidCClassCompilerDlg::OnOK()函数中则是实现该实例功能的关键执行代码。