本文主要是介绍C++中std::tr1::function和bind 组件的使用 和 以boost::function和boost:bind取代虚函数,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
个人的总结:
为什么要使用?
它们可以实现类似函数指针的功能,却比函数指针更加灵活(体现在占位符上面),尤其是在很多成员调用同一个函数(仅仅是参数类型不同)的时候比较方便
这个是函数指针做不到的
要注意的地方:
使用的时候一定要注意指向的是没有this指针的函数(全局函数或静态成员函数),还是有this指针的函数。后面一种必须要用bind()函数。而且要多一个参数。 注意bind的参数顺序: bind(&要调用的函数,&对象, 要调用函数的参数1,要调用函数的参数2...,_1(bind函数的参数1),_2(bind函数的参数2)...) 占位符号的参数是由 function 调用的时候传入的。 参数可以由function传入,也可由bind实现绑定传入,这两个是可以调整的。 class Foo{
public:
void methodA();
void methodInt(int a);
};
class Bar
{
public:
void methodB();
};
boost::function<void()> f1; // 无参数,无返回值
Foo foo;
f1 = boost::bind(&Foo::methodA, &foo);
f1(); // 调用 foo.methodA();
Bar bar;
f1 = boost::bind(&Bar::methodB, &bar);
f1(); // 调用 bar.methodB();
f1 = boost::bind(&Foo::methodInt, &foo, 42);
f1(); // 调用 foo.methodInt(42);
boost::function<void(int)> f2; // int 参数,无返回值
f2 = boost::bind(&Foo::methodInt, &foo, _1);
f2(53); // 调用 foo.methodInt(53);
如果没有boost::bind,那么boost::function就什么都不是,而有了bind(),“同一个类的不同对象可以delegate给不同的实现,从而实现不同的行为”(myan语),简直就无敌了。
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在C++的TR1中(Technology Report)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Scott Meyers. <<Effective C++ (3rd Edition)>>. 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,get parameter: " << param << std::endl;
}
};
//类的实现方法
void Rectangle::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: hello world!
invode initial function!
invode onEvent method,get parameter: 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, T1 t1, 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:
void Rectangle::initial(){
sharp.handlerEvent = std::tr1::bind(&Rectangle::onEvent,this,std::tr1::placeholders::_1/*因onEvent函数需要一个参数,所以用一占位符*/);
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 void onEvent(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 : public Rectangle{
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 onEvent method,get parameter: 23
invode initial function!
invode Square's onEvent method,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。
另一篇博文:
以boost::function和boost:bind取代虚函数
这是一篇比较情绪化的blog,中心思想是“继承就像一条贼船,上去就下不来了”,而借助boost::function和boost::bind,大多数情况下,你都不用上贼船。
boost::function和boost::bind已经纳入了std::tr1,这或许是C++0x最值得期待的功能,它将彻底改变C++库的设计方式,以及应用程序的编写方式。
Scott Meyers的Effective C++ 3rd ed.第35条款提到了以boost::function和boost:bind取代虚函数的做法,这里谈谈我自己使用的感受。
基本用途
boost::function就像C#里的delegate,可以指向任何函数,包括成员函数。当用bind把某个成员函数绑到某个对象上时,我们得到了一个closure(闭包)。例如:
class Foo
{
public:
void methodA();
void methodInt(int a);
};
class Bar
{
public:
void methodB();
};
boost::function<void()> f1; // 无参数,无返回值
Foo foo;
f1 = boost::bind(&Foo::methodA, &foo);
f1(); // 调用 foo.methodA();
Bar bar;
f1 = boost::bind(&Bar::methodB, &bar);
f1(); // 调用 bar.methodB();
f1 = boost::bind(&Foo::methodInt, &foo, 42);
f1(); // 调用 foo.methodInt(42);
boost::function<void(int)> f2; // int 参数,无返回值
f2 = boost::bind(&Foo::methodInt, &foo, _1);
f2(53); // 调用 foo.methodInt(53);
如果没有boost::bind,那么boost::function就什么都不是,而有了bind(),“同一个类的不同对象可以delegate给不同的实现,从而实现不同的行为”(myan语),简直就无敌了。
对程序库的影响
程序库的设计不应该给使用者带来不必要的限制(耦合),而继承是仅次于最强的一种耦合(最强耦合的是友元)。如果一个程序库限制其使用者必须从某个class派生,那么我觉得这是一个糟糕的设计。不巧的是,目前有些程序库就是这么做的。
例1:线程库
常规OO设计:
写一个Thread base class,含有(纯)虚函数 Thread#run(),然后应用程序派生一个继承class,覆写run()。程序里的每一种线程对应一个Thread的派生类。例如Java的Thread可以这么用。
缺点:如果一个class的三个method需要在三个不同的线程中执行,就得写helper class(es)并玩一些OO把戏。
基于closure的设计:
令Thread是一个具体类,其构造函数接受Callable对象。应用程序只需提供一个Callable对象,创建一份Thread实体,调用Thread#start()即可。Java的Thread也可以这么用,传入一个Runnable对象。C#的Thread只支持这一种用法,构造函数的参数是delegate ThreadStart。boost::thread也只支持这种用法。
// 一个基于 closure 的 Thread class 基本结构
class Thread
{
public:
typedef boost::function<void()> ThreadCallback;
Thread(ThreadCallback cb) : cb_(cb)
{ }
void start()
{
/* some magic to call run() in new created thread */
}
private:
void run()
{
cb_();
}
ThreadCallback cb_;
// ...
};
使用:
class Foo
{
public:
void runInThread();
};
Foo foo;
Thread thread(boost::bind(&Foo::runInThread, &foo));
thread.start();
例2:网络库
以boost::function作为桥梁,NetServer class对其使用者没有任何类型上的限制,只对成员函数的参数和返回类型有限制。使用者EchoService也完全不知道NetServer的存在,只要在main()里把两者装配到一起,程序就跑起来了。
// library
class Connection;
class NetServer : boost::noncopyable
{
public:
typedef boost::function<void (Connection*)> ConnectionCallback;
typedef boost::function<void (Connection*, const void*, int len)> MessageCallback;
NetServer(uint16_t port);
~NetServer();
void registerConnectionCallback(const ConnectionCallback&);
void registerMessageCallback(const MessageCallback&);
void sendMessage(Connection*, const void* buf, int len);
private:
// ...
};
// user
class EchoService
{
public:
typedef boost::function<void(Connection*, const void*, int)> SendMessageCallback; // 符合NetServer::sendMessage的原型
EchoService(const SendMessageCallback& sendMsgCb)
: sendMessageCb_(sendMsgCb)
{ }
void onMessage(Connection* conn, const void* buf, int size) // 符合NetServer::NetServer::MessageCallback的原型
{
printf("Received Msg from Connection %d: %.*s/n", conn->id(), size, (const char*)buf);
sendMessageCb_(conn, buf, size); // echo back
}
void onConnection(Connection* conn) // 符合NetServer::NetServer::ConnectionCallback的原型
{
printf("Connection from %s:%d is %s/n", conn->ipAddr(), conn->port(), conn->connected() ? "UP" : "DOWN");
}
private:
SendMessageCallback sendMessageCb_;
};
// 扮演上帝的角色,把各部件拼起来
int main()
{
NetServer server(7);
EchoService echo(bind(&NetServer::sendMessage, &server, _1, _2, _3));
server.registerMessageCallback(bind(&EchoService::onMessage, &echo, _1, _2, _3));
server.registerConnectionCallback(bind(&EchoService::onConnection, &echo, _1));
server.run();
}
对面向对象程序设计的影响
一直以来,我对面向对象有一种厌恶感,叠床架屋,绕来绕去的,一拳拳打在棉花上,不解决实际问题。面向对象三要素是封装、继承和多态。我认为封装是根本的,继承和多态则是可有可无。用class来表示concept,这是根本的;至于继承和多态,其耦合性太强,往往不划算。
继承和多态不仅规定了函数的名称、参数、返回类型,还规定了类的继承关系。在现代的OO编程语言里,借助反射和attribute/annotation,已经大大放宽了限制。举例来说,JUnit 3.x 是用反射,找出派生类里的名字符合 void test*() 的函数来执行,这里就没继承什么事,只是对函数的名称有部分限制(继承是全面限制,一字不差)。至于JUnit 4.x 和 NUnit 2.x 则更进一步,以annoatation/attribute来标明test case,更没继承什么事了。
我的猜测是,当初提出面向对象的时候,closure还没有一个通用的实现,所以它没能算作基本的抽象工具之一。现在既然closure已经这么方便了,或许我们应该重新审视面向对象设计,至少不要那么滥用继承。
自从找到了boost::function+boost::bind这对神兵利器,不用再考虑类直接的继承关系,只需要基于对象的设计(object-based),拳拳到肉,程序写起来顿时顺手了很多。
对面向对象设计模式的影响
既然虚函数能用closure代替,那么很多OO设计模式,尤其是行为模式,失去了存在的必要。另外,既然没有继承体系,那么创建型模式似乎也没啥用了。
最明显的是Strategy,不用累赘的Strategy基类和ConcreteStrategyA、ConcreteStrategyB等派生类,一个boost::function<>成员就解决问题。在《设计模式》这本书提到了23个模式,我认为iterator有用(或许再加个State),其他都在摆谱,拉虚架子,没啥用。或许它们解决了面向对象中的常见问题,不过要是我的程序里连面向对象(指继承和多态)都不用,那似乎也不用叨扰面向对象设计模式了。
或许closure-based programming将作为一种新的programming paradiam而流行起来。
依赖注入与单元测试
前面的EchoService可算是依赖注入的例子,EchoService需要一个什么东西来发送消息,它对这个“东西”的要求只是函数原型满足SendMessageCallback,而并不关系数据到底发到网络上还是发到控制台。在正常使用的时候,数据应该发给网络,而在做单元测试的时候,数据应该发给某个DataSink。
安照面向对象的思路,先写一个AbstractDataSink interface,包含sendMessage()这个虚函数,然后派生出两个classes:NetDataSink和MockDataSink,前面那个干活用,后面那个单元测试用。EchoService的构造函数应该以AbstractDataSink*为参数,这样就实现了所谓的接口与实现分离。
我认为这么做纯粹是脱了裤子放屁,直接传入一个SendMessageCallback对象就能解决问题。在单元测试的时候,可以boost::bind()到MockServer上,或某个全局函数上,完全不用继承和虚函数,也不会影响现有的设计。
什么时候使用继承?
如果是指OO中的public继承,即为了接口与实现分离,那么我只会在派生类的数目和功能完全确定的情况下使用。换句话说,不为将来的扩展考虑,这时候面向对象或许是一种不错的描述方法。一旦要考虑扩展,什么办法都没用,还不如把程序写简单点,将来好大改或重写。
如果是功能继承,那么我会考虑继承boost::noncopyable或boost::enable_shared_from_this,下一篇blog会讲到enable_shared_from_this在实现多线程安全的Signal/Slot时的妙用。
例如,IO-Multiplex在不同的操作系统下有不同的推荐实现,最通用的select(),POSIX的poll(),Linux的epoll(),FreeBSD的kqueue等等,数目固定,功能也完全确定,不用考虑扩展。那么设计一个NetLoop base class加若干具体classes就是不错的解决办法。
基于接口的设计
这个问题来自那个经典的讨论:不会飞的企鹅(Penguin)究竟应不应该继承自鸟(Bird),如果Bird定义了virtual function fly()的话。讨论的结果是,把具体的行为提出来,作为interface,比如Flyable(能飞的),Runnable(能跑的),然后让企鹅实现Runnable,麻雀实现Flyable和Runnable。(其实麻雀只能双脚跳,不能跑,这里不作深究。)
进一步的讨论表明,interface的粒度应足够小,或许包含一个method就够了,那么interface实际上退化成了给类型打的标签(tag)。在这种情况下,完全可以使用boost::function来代替,比如:
// 企鹅能游泳,也能跑
class Penguin
{
public:
void run();
void swim();
};
// 麻雀能飞,也能跑
class Sparrow
{
public:
void fly();
void run();
};
// 以 closure 作为接口
typedef boost::function<void()> FlyCallback;
typedef boost::function<void()> RunCallback;
typedef boost::function<void()> SwimCallback;
// 一个既用到run,也用到fly的客户class
class Foo
{
public:
Foo(FlyCallback flyCb, RunCallback runCb) : flyCb_(flyCb), runCb_(runCb)
{ }
private:
FlyCallback flyCb_;
RunCallback runCb_;
};
// 一个既用到run,也用到swim的客户class
class Bar
{
public:
Bar(SwimCallback swimCb, RunCallback runCb) : swimCb_(swimCb), runCb_(runCb)
{ }
private:
SwimCallback swimCb_;
RunCallback runCb_;
};
int main()
{
Sparrow s;
Penguin p;
// 装配起来,Foo要麻雀,Bar要企鹅。
Foo foo(bind(&Sparrow::fly, &s), bind(&Sparrow::run, &s));
Bar bar(bind(&Penguin::swim, &p), bind(&Penguin::run, &p));
}
实现Signal/Slot
boost::function + boost::bind 描述了一对一的回调,在项目中,我们借助boost::shared_ptr + boost::weak_ptr简洁地实现了多播(multi-cast),即一对多的回调,并且考虑了对象的生命期管理与多线程安全;并且,自然地,对使用者的类型不作任何限制,篇幅略长,留作下一篇blog吧。(boost::signals也实现了Signal/Slot,但可惜不是线程安全的。)
From : http://blog.csdn.net/kiang3/article/details/7571647
From: http://blog.csdn.net/solstice/article/details/3066268
以boost::function和boost:bind取代虚函数
这是一篇比较情绪化的blog,中心思想是“继承就像一条贼船,上去就下不来了”,而借助boost::function和boost::bind,大多数情况下,你都不用上贼船。
boost::function和boost::bind已经纳入了std::tr1,这或许是C++0x最值得期待的功能,它将彻底改变C++库的设计方式,以及应用程序的编写方式。
Scott Meyers的Effective C++ 3rd ed.第35条款提到了以boost::function和boost:bind取代虚函数的做法,这里谈谈我自己使用的感受。
基本用途
boost::function就像C#里的delegate,可以指向任何函数,包括成员函数。当用bind把某个成员函数绑到某个对象上时,我们得到了一个closure(闭包)。例如:
class Foo
{
public:
void methodA();
void methodInt(int a);
};
class Bar
{
public:
void methodB();
};
boost::function<void()> f1; // 无参数,无返回值
Foo foo;
f1 = boost::bind(&Foo::methodA, &foo);
f1(); // 调用 foo.methodA();
Bar bar;
f1 = boost::bind(&Bar::methodB, &bar);
f1(); // 调用 bar.methodB();
f1 = boost::bind(&Foo::methodInt, &foo, 42);
f1(); // 调用 foo.methodInt(42);
boost::function<void(int)> f2; // int 参数,无返回值
f2 = boost::bind(&Foo::methodInt, &foo, _1);
f2(53); // 调用 foo.methodInt(53);
如果没有boost::bind,那么boost::function就什么都不是,而有了bind(),“同一个类的不同对象可以delegate给不同的实现,从而实现不同的行为”(myan语),简直就无敌了。
对程序库的影响
程序库的设计不应该给使用者带来不必要的限制(耦合),而继承是仅次于最强的一种耦合(最强耦合的是友元)。如果一个程序库限制其使用者必须从某个class派生,那么我觉得这是一个糟糕的设计。不巧的是,目前有些程序库就是这么做的。
例1:线程库
常规OO设计:
写一个Thread base class,含有(纯)虚函数 Thread#run(),然后应用程序派生一个继承class,覆写run()。程序里的每一种线程对应一个Thread的派生类。例如Java的Thread可以这么用。
缺点:如果一个class的三个method需要在三个不同的线程中执行,就得写helper class(es)并玩一些OO把戏。
基于closure的设计:
令Thread是一个具体类,其构造函数接受Callable对象。应用程序只需提供一个Callable对象,创建一份Thread实体,调用Thread#start()即可。Java的Thread也可以这么用,传入一个Runnable对象。C#的Thread只支持这一种用法,构造函数的参数是delegate ThreadStart。boost::thread也只支持这种用法。
// 一个基于 closure 的 Thread class 基本结构
class Thread
{
public:
typedef boost::function<void()> ThreadCallback;
Thread(ThreadCallback cb) : cb_(cb)
{ }
void start()
{
/* some magic to call run() in new created thread */
}
private:
void run()
{
cb_();
}
ThreadCallback cb_;
// ...
};
使用:
class Foo
{
public:
void runInThread();
};
Foo foo;
Thread thread(boost::bind(&Foo::runInThread, &foo));
thread.start();
例2:网络库
以boost::function作为桥梁,NetServer class对其使用者没有任何类型上的限制,只对成员函数的参数和返回类型有限制。使用者EchoService也完全不知道NetServer的存在,只要在main()里把两者装配到一起,程序就跑起来了。
// library
class Connection;
class NetServer : boost::noncopyable
{
public:
typedef boost::function<void (Connection*)> ConnectionCallback;
typedef boost::function<void (Connection*, const void*, int len)> MessageCallback;
NetServer(uint16_t port);
~NetServer();
void registerConnectionCallback(const ConnectionCallback&);
void registerMessageCallback(const MessageCallback&);
void sendMessage(Connection*, const void* buf, int len);
private:
// ...
};
// user
class EchoService
{
public:
typedef boost::function<void(Connection*, const void*, int)> SendMessageCallback; // 符合NetServer::sendMessage的原型
EchoService(const SendMessageCallback& sendMsgCb)
: sendMessageCb_(sendMsgCb)
{ }
void onMessage(Connection* conn, const void* buf, int size) // 符合NetServer::NetServer::MessageCallback的原型
{
printf("Received Msg from Connection %d: %.*s/n", conn->id(), size, (const char*)buf);
sendMessageCb_(conn, buf, size); // echo back
}
void onConnection(Connection* conn) // 符合NetServer::NetServer::ConnectionCallback的原型
{
printf("Connection from %s:%d is %s/n", conn->ipAddr(), conn->port(), conn->connected() ? "UP" : "DOWN");
}
private:
SendMessageCallback sendMessageCb_;
};
// 扮演上帝的角色,把各部件拼起来
int main()
{
NetServer server(7);
EchoService echo(bind(&NetServer::sendMessage, &server, _1, _2, _3));
server.registerMessageCallback(bind(&EchoService::onMessage, &echo, _1, _2, _3));
server.registerConnectionCallback(bind(&EchoService::onConnection, &echo, _1));
server.run();
}
对面向对象程序设计的影响
一直以来,我对面向对象有一种厌恶感,叠床架屋,绕来绕去的,一拳拳打在棉花上,不解决实际问题。面向对象三要素是封装、继承和多态。我认为封装是根本的,继承和多态则是可有可无。用class来表示concept,这是根本的;至于继承和多态,其耦合性太强,往往不划算。
继承和多态不仅规定了函数的名称、参数、返回类型,还规定了类的继承关系。在现代的OO编程语言里,借助反射和attribute/annotation,已经大大放宽了限制。举例来说,JUnit 3.x 是用反射,找出派生类里的名字符合 void test*() 的函数来执行,这里就没继承什么事,只是对函数的名称有部分限制(继承是全面限制,一字不差)。至于JUnit 4.x 和 NUnit 2.x 则更进一步,以annoatation/attribute来标明test case,更没继承什么事了。
我的猜测是,当初提出面向对象的时候,closure还没有一个通用的实现,所以它没能算作基本的抽象工具之一。现在既然closure已经这么方便了,或许我们应该重新审视面向对象设计,至少不要那么滥用继承。
自从找到了boost::function+boost::bind这对神兵利器,不用再考虑类直接的继承关系,只需要基于对象的设计(object-based),拳拳到肉,程序写起来顿时顺手了很多。
对面向对象设计模式的影响
既然虚函数能用closure代替,那么很多OO设计模式,尤其是行为模式,失去了存在的必要。另外,既然没有继承体系,那么创建型模式似乎也没啥用了。
最明显的是Strategy,不用累赘的Strategy基类和ConcreteStrategyA、ConcreteStrategyB等派生类,一个boost::function<>成员就解决问题。在《设计模式》这本书提到了23个模式,我认为iterator有用(或许再加个State),其他都在摆谱,拉虚架子,没啥用。或许它们解决了面向对象中的常见问题,不过要是我的程序里连面向对象(指继承和多态)都不用,那似乎也不用叨扰面向对象设计模式了。
或许closure-based programming将作为一种新的programming paradiam而流行起来。
依赖注入与单元测试
前面的EchoService可算是依赖注入的例子,EchoService需要一个什么东西来发送消息,它对这个“东西”的要求只是函数原型满足SendMessageCallback,而并不关系数据到底发到网络上还是发到控制台。在正常使用的时候,数据应该发给网络,而在做单元测试的时候,数据应该发给某个DataSink。
安照面向对象的思路,先写一个AbstractDataSink interface,包含sendMessage()这个虚函数,然后派生出两个classes:NetDataSink和MockDataSink,前面那个干活用,后面那个单元测试用。EchoService的构造函数应该以AbstractDataSink*为参数,这样就实现了所谓的接口与实现分离。
我认为这么做纯粹是脱了裤子放屁,直接传入一个SendMessageCallback对象就能解决问题。在单元测试的时候,可以boost::bind()到MockServer上,或某个全局函数上,完全不用继承和虚函数,也不会影响现有的设计。
什么时候使用继承?
如果是指OO中的public继承,即为了接口与实现分离,那么我只会在派生类的数目和功能完全确定的情况下使用。换句话说,不为将来的扩展考虑,这时候面向对象或许是一种不错的描述方法。一旦要考虑扩展,什么办法都没用,还不如把程序写简单点,将来好大改或重写。
如果是功能继承,那么我会考虑继承boost::noncopyable或boost::enable_shared_from_this,下一篇blog会讲到enable_shared_from_this在实现多线程安全的Signal/Slot时的妙用。
例如,IO-Multiplex在不同的操作系统下有不同的推荐实现,最通用的select(),POSIX的poll(),Linux的epoll(),FreeBSD的kqueue等等,数目固定,功能也完全确定,不用考虑扩展。那么设计一个NetLoop base class加若干具体classes就是不错的解决办法。
基于接口的设计
这个问题来自那个经典的讨论:不会飞的企鹅(Penguin)究竟应不应该继承自鸟(Bird),如果Bird定义了virtual function fly()的话。讨论的结果是,把具体的行为提出来,作为interface,比如Flyable(能飞的),Runnable(能跑的),然后让企鹅实现Runnable,麻雀实现Flyable和Runnable。(其实麻雀只能双脚跳,不能跑,这里不作深究。)
进一步的讨论表明,interface的粒度应足够小,或许包含一个method就够了,那么interface实际上退化成了给类型打的标签(tag)。在这种情况下,完全可以使用boost::function来代替,比如:
// 企鹅能游泳,也能跑
class Penguin
{
public:
void run();
void swim();
};
// 麻雀能飞,也能跑
class Sparrow
{
public:
void fly();
void run();
};
// 以 closure 作为接口
typedef boost::function<void()> FlyCallback;
typedef boost::function<void()> RunCallback;
typedef boost::function<void()> SwimCallback;
// 一个既用到run,也用到fly的客户class
class Foo
{
public:
Foo(FlyCallback flyCb, RunCallback runCb) : flyCb_(flyCb), runCb_(runCb)
{ }
private:
FlyCallback flyCb_;
RunCallback runCb_;
};
// 一个既用到run,也用到swim的客户class
class Bar
{
public:
Bar(SwimCallback swimCb, RunCallback runCb) : swimCb_(swimCb), runCb_(runCb)
{ }
private:
SwimCallback swimCb_;
RunCallback runCb_;
};
int main()
{
Sparrow s;
Penguin p;
// 装配起来,Foo要麻雀,Bar要企鹅。
Foo foo(bind(&Sparrow::fly, &s), bind(&Sparrow::run, &s));
Bar bar(bind(&Penguin::swim, &p), bind(&Penguin::run, &p));
}
实现Signal/Slot
boost::function + boost::bind 描述了一对一的回调,在项目中,我们借助boost::shared_ptr + boost::weak_ptr简洁地实现了多播(multi-cast),即一对多的回调,并且考虑了对象的生命期管理与多线程安全;并且,自然地,对使用者的类型不作任何限制,篇幅略长,留作下一篇blog吧。(boost::signals也实现了Signal/Slot,但可惜不是线程安全的。)
这篇关于C++中std::tr1::function和bind 组件的使用 和 以boost::function和boost:bind取代虚函数的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!