前奏
如你所知,Boost库是个特性完备,且具备工业强度的库,众多C++权威的参与使其达到了登峰造极的程度。尤其泛型的强大威力在其中被发挥得淋漓尽致,令人瞠目结舌。
然而弱水三千,我们只取一瓢饮。下面,我试图从最单纯的世界开始,一步一步带领你进入源码的世界,去探究boost::function(下文简称function)内部的精微结构。
通常 ,在单纯的情况下,对函数的调用简单而且直观,像这样:
int fun(int someVal);
int main(){ fun(10); } |
然而你可能需要在某个时刻将函数指针保存下来,并在以后的另一个时刻调用它,像这样:
int fun(int); typedef int (*func_handle)(int);
int main(){ func_handle fh=fun; ... //do something fh(10); } |
但是,如果fun形式为void fun(int)呢?如你所见,fun可能有无数种形式,如果对fun的每一个形式都typedef一个对应的func_handle,则程序员会焦头烂额,不胜其扰,代码也可能变得臃肿和丑陋不堪,甚至如果fun是仿函数呢?
幸运的是C++泛型可以使代码变得优雅精致,面对无数种的可能,泛型是最好的选择。 因此,你只是需要一个能够保存函数指针的泛型模板类(对应于Command模式),因为泛型编程有一个先天性的优势——可以借助编译器的力量在编译期根据用户提供的型别信息化身千万(具现化),所以一个泛型的类可以有无限个具现体,也就是说可以保存无限多种可能型别的函数或类似函数的东西(如,仿函数)。这个类(在Boost库中的类名为function)与函数指针相比应该有以下一些优势:
¨ 同一个function对象应能够接受与它形式兼容的所有函数和仿函数,例如:
int f1(int); //这是个函数,形式为 int(int) short f2(double); //这个函数形式为 short(double)
struct functor //这是个仿函数类,形式为int(int) { int operator()(int){} };
functor f3; //创建仿函数对象
boost::function<int(int)> func; // int(int)型的函数或仿函数 func = f1; //接受f1 func(10); //调用f1(10) func = f2; //也能接受short(double)型的f2 func(10); //调用f2(10) func = f3; //也能接受仿函数f3 func(10); //调用f3(10) |
¨ function应能够和参数绑定以及其它function-construction库协同工作。例如,function应该也能够接受std::bind1st返回的仿函数。这一点其实由第一点已经有所保证。
¨ 当接受的一个空的仿函数对象被调用的时候function应该有可预期的行为。
显然,第一点是我们的重点,所谓形式兼容,就是说,对于:
R1 (T0,T1,T2,...,TN) => FunctionType1 R2 (P0,P1,P2,...,PN) => FunctionType2 |
两种类型的函数(广义),只要满足:
1. R2能够隐式转换为R1
2. 所有Ti都能够隐式转换为Pi (i取0,1,2,...)
那么就说,boost::function<FunctionType1>可以接受FunctionType2类型的函数(注意,反之不行)。支持这一论断的理由是,只要Ti能够隐式转型为Pi,那么参数被转发给真实的函数调用就是安全的,并且如果R2能够隐式转型为R1,那么返回真实函数调用所返回的值就是安全的。这里安全的含义是,C++类型系统认为隐式转换不会丢失信息,或者会给出编译警告,但能够通过编译。
后面你会看到,boost::function通过所谓的invoker非常巧妙地实现了这点,并且阻止了被形式不兼容的函数赋值的操作。 <  
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