C++中关于委派（Delegates）的实现示例

这篇文章主要介绍了C++中关于委派(Delegates)的实现示例,针对C++11的一些新特性进行讲解,需要的朋友可以参考下

介绍

在 C++ 中通过一个全局函数来绑定到对象的成员函数是很有用的，这个特性也存在于其他语言中，例如 C#的委派。在 C++ 中相当于成员函数指针，但是 并没有提供相应的特性。在这篇文章中，我想提出一个简单的 C++ 委派的实现，是用 C++ 成员函数指针和 C++11 的可变模板(variadic templates)，目前这套实现方法仅支持 GNU C++ 4.7.0，在 Windows 下可使用 MinGW。

背景

在我的方法中奖提供一个create_delegate函数，可通过下面两种方法来调用：

1. create_delegate(&object, &member_function) 
2. create_delegate(&function) 

第一种方法创建一个对象并提供一个operator()成员函数，第二个方法生成一个函数指针，两种方法都兼容 type function<...>.

示例程序

首先我们定义一个包含多个方法的类：

1. class A 
2. { 
3. int i; 
4. public:  
5. A(int k):i(k) {} 
6.  
7. auto get()const ->int { return i;}  
8. auto set(int v)->void { i = v;} 
9.  
10. auto inc(int g)->int& { i+=g; return i;} 
11. auto incp(int& g)->int& { g+=i; return g;} 
12.  
13. auto f5 (int a1, int a2, int a3, int a4, int a5)const ->int 
14. { 
15. return i+a1+a2+a3+a4+a5; 
16. } 
17.  
18. auto set_sum4(int &k, int a1, int a2, int a3, int a4)->void 
19. { 
20. i+=a1+a2+a3+a4; 
21. k = i; 
22. } 
23.  
24. auto f8 (int a1, int a2, int a3, int a4, int a5, int a6, int a7, int a8) const ->int 
25. { 
26. return i+a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8; 
27. }  
28.  
29. static auto sqr(double x)->double { return x*x; } 
30. }; 

请注意你并不需要一定使用 C++ 的 auto 函数语法，你也可以使用传统的方法，然后我们使用下面方法创建一个类：

1. A a(11); 

接下来我们创建委派：

1. auto set1 = create_delegate(&a,&A::set); 
2. auto inc = create_delegate(&a,&A::inc); 
3. std::function<int(int&)> incp = create_delegate(&a,&A::incp); 
4. auto af5 = create_delegate(&a,&A::f5); 
5. auto set_sum4= create_delegate(&a,&A::set_sum4); 
6. auto af8 = create_delegate(&a,&A::f8); 
7. auto sqr = create_delegate(&A::sqr); // static function </int(int&)> 
8.  
9.  
10. set1(25); 
11. int x = 5; 
12. int k = inc(x); 
13. k = incp(x); 
14. std::cout << "a.get():" << a.get() << std::endl; 
15. std::cout << "k: " << k << std::endl; 
16. std::cout << "x: " << x << std::endl; 
17. std::cout << "af5(1,2,3,4,5): " << af5(1,2,3,4,5) << std::endl; 
18.  
19. set_sum4(x,1,2,3,20); 
20. std::cout << "after set_sum4(x,1,2,3,20)" << std::endl; 
21. std::cout << "a.get(): " << a.get() << std::endl; 
22. std::cout << "x: " << x << std::endl; 
23. std::cout << "af8(1,2,3,4,5,6,7,8): " << af8(1,2,3,4,5,6,7,8) << std::endl; 
24. std::cout << "sqr(2.1): " << sqr(2.1) << std::endl; 

执行上述程序的打印结果如下：

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

关键点

对于一个不是 volatile 和 const 的简单函数而言，实现是非常简单的，我们只需要创建一个类保存两个指针，一个是对象，另外一个是成员函数：

1. template <class T, class R, class ... P> 
2. struct _mem_delegate 
3. { 
4. T* m_t; 
5. R (T::*m_f)(P ...); 
6. _mem_delegate(T* t, R (T::*f)(P ...) ):m_t(t),m_f(f) {} 
7. R operator()(P ... p) 
8. { 
9. return (m_t->*m_f)(p ...); 
10. } 
11. }; 

可变模板 variadic template 允许定义任意个数和类型参数的operator()函数，而create_function 实现只需简单返回该类的对象：

1. template <class T, class R, class ... P> 
2. _mem_delegate<T,R,P ...> create_delegate(T* t, R (T::*f)(P ...)) 
3. { 
4. _mem_delegate<T,R,P ...> d(t,f); 
5. return d; 
6. } 

实际中，我们需要另外的三个实现用于覆盖 const、volatile 和 const volatile 三种成员函数，这也是为什么传统使用 #define 宏很便捷的原因，让你无需重写代码段，下面是完整的实现：

1. template <class F> 
2. F* create_delegate(F* f) 
3. { 
4. return f; 
5. } 
6. #define _MEM_DELEGATES(_Q,_NAME)/ 
7. template <class T, class R, class ... P>/ 
8. struct _mem_delegate ## _NAME/ 
9. {/ 
10. T* m_t;/ 
11. R (T::*m_f)(P ...) _Q;/ 
12. _mem_delegate ## _NAME(T* t, R (T::*f)(P ...) _Q):m_t(t),m_f(f) {}/ 
13. R operator()(P ... p) _Q/ 
14. {/ 
15. return (m_t->*m_f)(p ...);/ 
16. }/ 
17. };/ 
18. / 
19. template <class T, class R, class ... P>/ 
20. _mem_delegate ## _NAME<T,R,P ...> create_delegate(T* t, R (T::*f)(P ...) _Q)/ 
21. {/ 
22. _mem_delegate ##_NAME<T,R,P ...> d(t,f);/ 
23. return d;/ 
24. } 
25.  
26. _MEM_DELEGATES(,Z) 
27. _MEM_DELEGATES(const,X) 
28. _MEM_DELEGATES(volatile,Y) 
29. _MEM_DELEGATES(const volatile,W)