C++中關(guān)于委派（Delegates）的實(shí)現(xiàn)示例

來(lái)源：本站原創(chuàng)|時(shí)間：2020-01-10|欄目：C語(yǔ)言|點(diǎn)擊：次

介紹

在 C++ 中通過(guò)一個(gè)全局函數(shù)來(lái)綁定到對(duì)象的成員函數(shù)是很有用的，這個(gè)特性也存在于其他語(yǔ)言中，例如 C#的委派。在 C++ 中相當(dāng)于成員函數(shù)指針，但是并沒(méi)有提供相應(yīng)的特性。在這篇文章中，我想提出一個(gè)簡(jiǎn)單的 C++ 委派的實(shí)現(xiàn)，是用 C++ 成員函數(shù)指針和 C++11 的可變模板(variadic templates)，目前這套實(shí)現(xiàn)方法僅支持 GNU C++ 4.7.0，在 Windows 下可使用 MinGW。

背景

在我的方法中獎(jiǎng)提供一個(gè)create_delegate函數(shù)，可通過(guò)下面兩種方法來(lái)調(diào)用：

  create_delegate(&object, &member_function)
  create_delegate(&function)

第一種方法創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象并提供一個(gè)operator()成員函數(shù)，第二個(gè)方法生成一個(gè)函數(shù)指針，兩種方法都兼容 type function<...>.

示例程序

首先我們定義一個(gè)包含多個(gè)方法的類：

class A
{
  int i;
public:  
  A(int k):i(k) {}
 
  auto get()const ->int { return i;}  
  auto set(int v)->void { i = v;}
 
  auto inc(int g)->int& { i+=g; return i;}
  auto incp(int& g)->int& { g+=i; return g;}
 
  auto f5 (int a1, int a2, int a3, int a4, int a5)const ->int
  {
    return i+a1+a2+a3+a4+a5;
  }
 
  auto set_sum4(int &k, int a1, int a2, int a3, int a4)->void
  {
    i+=a1+a2+a3+a4;
    k = i;
  }
 
  auto f8 (int a1, int a2, int a3, int a4, int a5, int a6, int a7, int a8) const ->int
  {
    return i+a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8;
  }  
 
  static auto sqr(double x)->double { return x*x; }
};

請(qǐng)注意你并不需要一定使用 C++ 的 auto 函數(shù)語(yǔ)法，你也可以使用傳統(tǒng)的方法，然后我們使用下面方法創(chuàng)建一個(gè)類：

A a(11);

接下來(lái)我們創(chuàng)建委派：

auto set1 = create_delegate(&a,&A::set);
auto inc = create_delegate(&a,&A::inc);
std::function<int(int&)> incp = create_delegate(&a,&A::incp);
auto af5 = create_delegate(&a,&A::f5);
auto set_sum4= create_delegate(&a,&A::set_sum4);
auto af8 = create_delegate(&a,&A::f8);
auto sqr = create_delegate(&A::sqr); // static function </int(int&)>

 
set1(25);
int x = 5;
int k = inc(x);
k = incp(x);
std::cout << "a.get():" << a.get() << std::endl;
std::cout << "k: " << k << std::endl;
std::cout << "x: " << x << std::endl;
std::cout << "af5(1,2,3,4,5): " << af5(1,2,3,4,5) << std::endl;
 
set_sum4(x,1,2,3,20);
std::cout << "after set_sum4(x,1,2,3,20)" << std::endl;
std::cout << "a.get(): " << a.get() << std::endl;
std::cout << "x: " << x << std::endl;
std::cout << "af8(1,2,3,4,5,6,7,8): " << af8(1,2,3,4,5,6,7,8) << std::endl;
std::cout << "sqr(2.1): " << sqr(2.1) << std::endl;

執(zhí)行上述程序的打印結(jié)果如下：

a.get():30
k: 35
x: 35
af5(1,2,3,4,5): 45
after set_sum4(x,1,2,3,20)
a.get(): 56
x: 56
af8(1,2,3,4,5,6,7,8): 92
sqr(2.1): 4.41

關(guān)鍵點(diǎn)
對(duì)于一個(gè)不是 volatile 和 const 的簡(jiǎn)單函數(shù)而言，實(shí)現(xiàn)是非常簡(jiǎn)單的，我們只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)類保存兩個(gè)指針，一個(gè)是對(duì)象，另外一個(gè)是成員函數(shù)：

template <class T, class R, class ... P>
struct _mem_delegate
{
  T* m_t;
  R (T::*m_f)(P ...);
  _mem_delegate(T* t, R (T::*f)(P ...) ):m_t(t),m_f(f) {}
  R operator()(P ... p)
  {
      return (m_t->*m_f)(p ...);
  }
};

可變模板 variadic template 允許定義任意個(gè)數(shù)和類型參數(shù)的operator()函數(shù)，而create_function 實(shí)現(xiàn)只需簡(jiǎn)單返回該類的對(duì)象：

template <class T, class R, class ... P>
_mem_delegate<T,R,P ...> create_delegate(T* t, R (T::*f)(P ...))
{
  _mem_delegate<T,R,P ...> d(t,f);
  return d;
}

實(shí)際中，我們需要另外的三個(gè)實(shí)現(xiàn)用于覆蓋 const、volatile 和 const volatile 三種成員函數(shù)，這也是為什么傳統(tǒng)使用 #define 宏很便捷的原因，讓你無(wú)需重寫代碼段，下面是完整的實(shí)現(xiàn)：

template <class F>
F* create_delegate(F* f)
{
  return f;
}
#define _MEM_DELEGATES(_Q,_NAME)\
template <class T, class R, class ... P>\
struct _mem_delegate ## _NAME\
{\
  T* m_t;\
  R (T::*m_f)(P ...) _Q;\
  _mem_delegate ## _NAME(T* t, R (T::*f)(P ...) _Q):m_t(t),m_f(f) {}\
  R operator()(P ... p) _Q\
  {\
    return (m_t->*m_f)(p ...);\
  }\
};\
\
template <class T, class R, class ... P>\
  _mem_delegate ## _NAME<T,R,P ...> create_delegate(T* t, R (T::*f)(P ...) _Q)\
{\
  _mem_delegate ##_NAME<T,R,P ...> d(t,f);\
  return d;\
}
 
_MEM_DELEGATES(,Z)
_MEM_DELEGATES(const,X)
_MEM_DELEGATES(volatile,Y)
_MEM_DELEGATES(const volatile,W)

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