C++中std::tr1::function和bind 组件的使用

(2011-08-14 16:00:31)

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标签： 杂谈

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2011-01-19 16:00

在C++的TR1中(TechnologyReport)中包含一个function模板类和bind模板函数，使用它们可以实现类似函数指针的功能，但却却比函数指针更加灵活，特别是函数指向类的非静态成员函数时。可以参考ScottMeyers. <<Effective C++ (3rdEdition)>>. Item 35.下面具体说明其使用方法。

一、指向全局函数或静态成员函数时

因为在本质上讲全局函数和静态成员函数没有区别，使用方法上除了静态成员函数在引用时要在前面加域作用符className::外，没有其它任何区别，事实上全局函数也有可能放入命名空间，或者使用全局域作用符，例如nameSpace::function()或::function，这样不仅本质上相同，形势上也与静态成员函数一致了，所以它们是没有区别的，放到一起讨论。

这种情况比较简单，只需要定义一个类型

#include<iostream>

#include<iomanip>

#include<tr1/memory>

#include<tr1/functional>

typedef  std::tr1::function<void (int)>  HandlerEvent;

然后再定义一个成员变量

class Sharp{

public:

   HandlerEvent handlerEvent;

};

然后在其它函数内就可以通过设置handlerEvent的值来动态装载事件响应函数了，如：

class Rectangle{

private:

   std::string name;

   Sharp sharp;

public:

   void initial(void);

   const Sharp getSharp() const;

   static void onEvent(int param){ //---------------(1)

       std::cout<< "invode onEvent method,getparameter: " << param<< std::endl;

   }

};

//类的实现方法

voidRectangle::initial(){

   sharp.handlerEvent =HandlerEvent(&Rectangle::onEvent); //---------------(2)

   std::cout <<"invode initial function!" <<std::endl;

}

const Sharp Rectangle::getSharp()const{

   return sharp;

}

//下面为测试函数:

int main(int argc,char*argv[]){

   std::cout <<"hi: "<< std::setw(50)<< "hello world!"<< std::endl;

   Rectangle rectangle;

   rectangle.initial();  //---------------(3)

   rectangle.getSharp().handlerEvent(23);   //---------------(4)

}

//输出结果如下：

hi:                                 helloworld!

invode initial function!

invode onEvent method,getparameter: 23    //---------------(5)

 

注意，这里使用了静态成员函数，如果把Rectangle前面的static去掉这段代码不能工作，编译都不能通过，因为静态成员函数与非静态成员函数的参数表不一样，原型相同的非静态函数比静态成员函数多一个参数，即第一个参数this指针，指向所属的对象，任何非静态成员函数的第一个参数都是this指针，所以如果把Rectangle前面的static去掉，其函数原型等效于下面的一个全局函数：

void onEvent(Rectangle* this,int);

所以，这与HandlerEvent所声明的函数类型不匹配，编译将不能通过。而且，既然静态成员函数没有this指针，所以上面(3)处的调用使sharp对象中的handlerEvent使向了Rectangle的静态方法onEvent(),这样当通过(4)处这样调用时就会自动执行(1)处的静态函数onEvent()。

二、std::tr1::bind()模板函数的使用

通过上面的std::tr1::function可以对静态成员函数进行绑定，但如果要对非静态成员函数的绑定，需用到下机将要介绍的bind()模板函数.

首先说bind的用法，其声明如下所示：

   bind(Function fn, T1t1, T2 t2, …, TN tN);

其中fn为将被调用的函数，t1…tN为函数的参数。如果不指明参数，则可以使用占位符表示形参，点位符格式为

std::tr1::placehoders::_1, std::tr1::placehoders::_2, …,  std::tr1::placehoders::_N

将上例中Rectangle::onEvent(int param)前的static去掉改为非静态成员函数，则进行动态绑定使得程序正常运行，将Rectangle::initial(void)的定义修改为：

voidRectangle::initial(){

   sharp.handlerEvent =std::tr1::bind(&Rectangle::onEvent,this,std::tr1::placeholders::_1);

   std::cout <<"invode initial function!" <<std::endl;

}

这样，便动态装载函数成功。其它测试数据都不用进行修改。测试结果于上一样。

三、指向虚成员函数的使用

对于虚成员函数的情况与上面第2节所说相同，仍然可以实现虑函数的效果。如果定义类Square继承自Rectangle,将Rectangle::OnEvent重载,定义一个新的Square::OnEvent，Rectangle::initialize中的函数不变，仍然使用Rectangle::OnEvent进进绑定，则调用成员object.onEvent()时，具体执行Rectangle::OnEvent还是Square::OnEvent，看object所属对象的静态类型是Rectangle还是Square而定.

下面为简单示例：

我们首先修改一个上面Rectangle的initial()方法，改为虚函数。如：

 virtual voidonEvent(int param){

       std::cout<< "invode Rectangle's onEvent method,get parameter: "<< param<< std::endl;

   }

然后我们再写一个Square类来继承Rectangle类。并重写onEvent方法。如:

class Square : publicRectangle{

public:

void onEvent(int param){

       std::cout<< "invode Square's onEvent method,get parameter: "<< param<< std::endl;

   }

};

测试代码：

int main(int argc,char *argv[]){

   Rectangle rectangle;

   rectangle.initial();

   rectangle.getSharp().handlerEvent(23);

   Square square;

   square.initial();

   square.getSharp().handlerEvent(33);

}

运行后的结果如下：

hi:                                 hello world!

invode initial function!

invode Rectangle's onEventmethod,get parameter: 23

invode initialfunction!

invode Square's onEventmethod,get parameter: 33

这样我们就可以看到sharp会针对具体对象来调用相应的onEvent()方法。 上面的程序示例读者可自行研习。