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C++模板实现事件处理器中的“通用成员函数指针”的调用

来源：互联网 发布：身份证验证算法 编辑：程序博客网 时间：2024/06/06 02:33
我最近在实现一个事件处理器，应用到了一种“通用成员函数指针的注册”，先声明，这个名词是我给起的，不过我觉得并不充分恰当，但也想不出什么更好的词，看完下面的介绍，也考考您，看这玩意叫个啥比较合适。

先说需求：这个事件处理器需要在捕获一个事件后，调用已注册的处理函数。看起来很普通，呵呵，不过，这个事件处理函数不一定是哪个类的成员函数（但肯定是成员函数），函数的形式是一定的，即拥有相同的返回类型和参数列表。而这些事件和处理函数，注册在一个全局的结构体中。

问题的提出：同一个结构体的各字段类型是固定的，所以仔细想一下，这个保存着事件和处理函数的结构体应该怎么定义呢？事件的类型是一定的，但是处理函数呢？需求中明确指出，这个处理函数很有可能是不同类中的成员函数，而成员函数指针在定义时，是需要明确类的，比如：

void (MyClass::*func_ptr)(void);

定义了一个指向MyClass类中的无参数、返回类型为void的成员函数指针。这样看来，我没有办法定义一个适用于任何类成员函数的指针呀？

那么，我能不能定义一个基类 HandlerBase，让所有包含事件处理函数的类都继承自HandlerBase呢？这样我可以在定义结构体时，将事件处理函数指针定义为
void (HandlerBase::*func_ptr)(void);

刚刚有这个想法时，我还禁不住一阵欣喜，但细想才发现，这也是行不通的，因为这样的话，我们必需将所有子类中用到的事件处理函数在HandlerBase中声明为虚函数，这样一来，代码就显得混乱没有章法了，所以，这个方法还是 pass 了吧。

看上去问题可能真的很复杂，那怎么办泥？仔细研究后，感觉只有用模板来解决问题了，具体怎么来设计呢？

（补充：当我写完下面一段话再回读的时候，发现我的表达可能并不是太好懂，那么请您硬着头皮看到最后，我相信您一定能明白我的意思的）

首先，通过上面的分析，看来直接将事件处理函数注册到结构体中是不行的，因为同一个结构体，不可能包含一种以上类型的成员。那么，就让我们把这些类型的成员做个统一处理：让我们声明一个基类（FuncCaller），然后把不同的处理函数注册到它的子类（FuncItem）中去，再通过基类中提供的方法来间接调用处理函数！

不过，我可不想针对每一个可能出现事件处理函数的类，都声明一个对应的 FuncItem（因为他们包含的成员函数指针类型不同），那好，现在到了模板上场的时候了，上代码：
  1. class FuncCaller
  2. {
  3. //
  5. };
  7. template <typename T>
  8. class FuncItem : public FuncCaller
  9. {
  10. //
  12. };
复制代码
有了这样的定义，我就可以在FuncItem中添加一个指针类型，并定义一个成员变量：
  1. typedef void (T::*HandlerPtr)(void* param);
  2. HandlerPtr handler;
复制代码
param是事件到达时，可能传递给处理函数的数据。现在，我们在基类FuncCaller中，定义一个函数，来间接调用事件处理函数：

virtual void func_call(void* obj_ptr, void* param)=0;

之所以为纯虚函数，是因为基类是没有实现它的意义的。另外，形参 obj_ptr 用来传递调用事件处理函数的对象，因为成员函数指针是需要通过类的实例来调用的。

下面来看看FuncItem类对 func_call 的实现：
  1. void func_call(void* obj_ptr, void* param)
  2. {
  3. if( !obj_ptr )
  4. return ;
  6. (((T*)obj_ptr)->*handler)(param);
  7. }
复制代码
差不多了，来看看现在这两个类长成什么样了：
  1. 1class FuncCaller
  2. 2{
  3. 3public:
  4. 4 virtual void func_call(void* obj_ptr, void* param)=0;
  5. 5
  6. 6};
  7. 7
  8. 8template <typename T>
  9. 9class FuncItem : public FuncCaller
  10. 10{
  11. 11private:
  12. 12 typedef void (T::*HandlerPtr)(void* param);
  13. 13 HandlerPtr handler;
  14. 14
  15. 15public:
  16. 16 void func_call(void* obj_ptr, void* param)
  17. 17 {
  18. 18 if( !obj_ptr )
  19. 19 return ;
  20. 20
  21. 21 (((T*)obj_ptr)->*handler)(param);
  22. 22 }
  23. 23
  24. 24};
复制代码
嗯，还不错，基本的形式已经有了，不想写太长，待下一篇，再来看看具体事件处理结构的设计。


我最近在实现一个事件处理器，应用到了一种“通用成员函数指针的注册”，先声明，这个名词是我给起的，不过我觉得并不充分恰当，但也想不出什么更好的词，看完下面的介绍，也考考您，看这玩意叫个啥比较合适。

先说需求：这个事件处理器需要在捕获一个事件后，调用已注册的处理函数。看起来很普通，呵呵，不过，这个事件处理函数不一定是哪个类的成员函数（但肯定是成员函数），函数的形式是一定的，即拥有相同的返回类型和参数列表。而这些事件和处理函数，注册在一个全局的结构体中。

问题的提出：同一个结构体的各字段类型是固定的，所以仔细想一下，这个保存着事件和处理函数的结构体应该怎么定义呢？事件的类型是一定的，但是处理函数呢？需求中明确指出，这个处理函数很有可能是不同类中的成员函数，而成员函数指针在定义时，是需要明确类的，比如：

void (MyClass::*func_ptr)(void);

定义了一个指向MyClass类中的无参数、返回类型为void的成员函数指针。这样看来，我没有办法定义一个适用于任何类成员函数的指针呀？

那么，我能不能定义一个基类 HandlerBase，让所有包含事件处理函数的类都继承自HandlerBase呢？这样我可以在定义结构体时，将事件处理函数指针定义为
void (HandlerBase::*func_ptr)(void);

刚刚有这个想法时，我还禁不住一阵欣喜，但细想才发现，这也是行不通的，因为这样的话，我们必需将所有子类中用到的事件处理函数在HandlerBase中声明为虚函数，这样一来，代码就显得混乱没有章法了，所以，这个方法还是 pass 了吧。

看上去问题可能真的很复杂，那怎么办泥？仔细研究后，感觉只有用模板来解决问题了，具体怎么来设计呢？

（补充：当我写完下面一段话再回读的时候，发现我的表达可能并不是太好懂，那么请您硬着头皮看到最后，我相信您一定能明白我的意思的）

首先，通过上面的分析，看来直接将事件处理函数注册到结构体中是不行的，因为同一个结构体，不可能包含一种以上类型的成员。那么，就让我们把这些类型的成员做个统一处理：让我们声明一个基类（FuncCaller），然后把不同的处理函数注册到它的子类（FuncItem）中去，再通过基类中提供的方法来间接调用处理函数！

不过，我可不想针对每一个可能出现事件处理函数的类，都声明一个对应的 FuncItem（因为他们包含的成员函数指针类型不同），那好，现在到了模板上场的时候了，上代码： class FuncCaller

{

//

 

};

 

template <typename T>

class FuncItem : public FuncCaller

{

//

 

};

复制代码有了这样的定义，我就可以在FuncItem中添加一个指针类型，并定义一个成员变量： typedef void (T::*HandlerPtr)(void* param);

HandlerPtr handler;

复制代码param是事件到达时，可能传递给处理函数的数据。现在，我们在基类FuncCaller中，定义一个函数，来间接调用事件处理函数：

virtual void func_call(void* obj_ptr, void* param)=0;

之所以为纯虚函数，是因为基类是没有实现它的意义的。另外，形参 obj_ptr 用来传递调用事件处理函数的对象，因为成员函数指针是需要通过类的实例来调用的。

下面来看看FuncItem类对 func_call 的实现： void func_call(void* obj_ptr, void* param)

{

    if( !obj_ptr )

        return ;

 

    (((T*)obj_ptr)->*handler)(param);

}

复制代码差不多了，来看看现在这两个类长成什么样了： 1class FuncCaller

2{

3public:

4    virtual void func_call(void* obj_ptr, void* param)=0;

5

6};

7

8template <typename T>

9class FuncItem : public FuncCaller

10{

11private:

12    typedef void (T::*HandlerPtr)(void* param);

13    HandlerPtr handler;

14

15public:

16    void func_call(void* obj_ptr, void* param)

17    {

18        if( !obj_ptr )

19            return ;

20

21        (((T*)obj_ptr)->*handler)(param);

22    }

23

24};

复制代码嗯，还不错，基本的形式已经有了，不想写太长，待下一篇，再来看看具体事件处理结构的设计。
上一篇的最后，好像缺了点东西，呵呵，看来我还得给他补上。您有没有发现FuncItem有点问题吗？谁来给成员handler赋值呢？交给构造函数吧，改造后的FuncItem如下：

  1. template <typename T>
  2. class FuncItem : public FuncCaller
  3. {
  4. private:
  5. typedef void (T::*HandlerPtr)(void* param);
  6. const HandlerPtr handler;
  8. public:
  9. void func_call(void* obj_ptr, void* param)
  10. {
  11. if( !obj_ptr )
  12. return ;
  14. (((T*)obj_ptr)->*handler)(param);
  15. }
  17. FuncItem(const HandlerPtr ptr):handler(ptr) {} // 此处为新添加代码
  19. };
复制代码

现在我们已经写好了 FuncCaller 和它的子类了，开始定义我们的结构体吧！这个结构体应该包含的信息，应该有事件及对应的处理函数，不过，处理函数我已经可以用 FuncCaller 来代替了，所以，具体定义如下：

  1. typedef struct _EventRegister
  2. {
  3. EventType event;
  4. FuncCaller* func_caller;
  5. } EventRegister;
复制代码

至此，大功告成！为了测试我们的成果，让我们做一些工作吧：

1、写两个包含事件处理函数的类：

  1. class ClassA
  2. {
  3. public:
  4. void show_me(void* param)
  5. { printf("I'm ClassA, show_me is called! param is 0x%x/n", param); }
  6. };
  8. class ClassB
  9. {
  10. public:
  11. void come_on(void* param)
  12. { printf("I'm ClassB, come_on is called! param is 0x%x", param); }
  13. };
复制代码

2、类有了，再来声明一个注册事件的结构体：

  1. EventRegister event_center[] = {
  2. { EVENT_TEST_1 , new FuncItem<ClassA>(&ClassA::show_me) },
  3. { EVENT_TEST_2 , new FuncItem<ClassB>(&ClassB::come_on) },
  4. { EVENT_INVALID , NULL }
  5. };
复制代码

最后一项用来标识事件注册的结束。


3、写一个触发事件的函数：

  1. /**
  2. * Function:send_event
  3. * params:
  4. * event -> event type
  5. * target -> who will process the event
  6. */
  7. void send_event(EventType event, void* target, void* param)
  8. {
  9. if( !target )
  10. return ;
  12. int loop_event = 0;
  13. EventType et = event_center[loop_event].event;
  14. while( et!=EVENT_INVALID )
  15. {
  16. if( et==event )
  17. {
  18. event_center[loop_event].func_caller->func_call(target, param);
  19. break;
  20. }
  22. et = event_center[++loop_event].event;
  23. }
  24. }
复制代码

现在，来写个main吧！

  1. void main()
  2. {
  3. ClassA ca;
  4. ClassB cb;
  6. send_event(EVENT_TEST_1, (void*)&ca, (void*)0xff00);
  7. send_event(EVENT_TEST_2, (void*)&cb, NULL);
  8. }
复制代码

好，运行之前我还得说一下，估计大家也都看到了，我在结构体中注册的事件处理器，与main中调用 send_event时传入的类实例很可能不属于同一个类，比如我在send_event调用时，将cb的指针传递给了事件EVENT_TEST_1，而不是ca的指针，这样会导致不可预期的运行结果。不过，幸好我们正在写的只是测试用的代码，而实际中应用的事件处理调度程序，要比这复杂得多，而且，具体传递给哪个实例来处理这个事件，是由调度程序来判断的，所以，一个好的调试程序的设计，也是至关重要的。不过，就算有再好的设计，我们也不能忽略代码中存在的风险。其实，我们眼前的这个风险，是有解决办法的，不过，先要行看看正常的运行结果：

I'm ClassA, show_me is called! param is 0xff00
I'm ClassB, come_on is called! param is 0x0

相当理想。别闲着，试试我们刚说的那个“风险”存在的真实性吧！

稍稍修改一个我们的ClassA：

  1. class ClassA
  2. {
  3. private:
  4. char* name;
  6. public:
  7. void show_me(void* param)
  8. { printf("I'm ClassA, show_me is called! name is %s/n", name); }
  10. ClassA():name("ClassA") {}
  12. };
复制代码

好，先编译运行一下，看看效果：

I'm ClassA, show_me is called! name is ClassA
I'm ClassB, come_on is called! param is 0x0

没问题，现在让我们检验风险的存在，修改 main 中的第一个 send_event：

send_event(EVENT_TEST_1, /*(void*)&ca*/(void*)&cb, (void*)0xff00); // Note: 'ca' is replaced by 'cb'

再编译运行一下：


Segmentation fault


哈哈，正是我们预想的，原因说起来又一百字，我就省略了，但是效果是明显的。看来，再写下一篇的理由已经很充分了呀！

 

http://www.pin5i.com/showtopic-24818.html

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