void * 和指向成员函数的指针之间的转换

Question

我目前正在使用 GCC 4.4，并且在 void* 和指向成员函数的指针之间进行转换非常令人头疼。我正在尝试编写一个易于使用的库，用于将 C++ 对象绑定到 Lua 解释器，如下所示：

LuaObject<Foo> lobj = registerObject(L, "foo", fooObject);
lobj.addField(L, "bar", &Foo::bar);

我已经完成了大部分工作，除了以下函数（它特定于某个函数签名，直到我有机会概括一下）：

template <class T>
int call_int_function(lua_State *L) 
{
    // this next line is problematic
    void (T::*method)(int, int) = reinterpret_cast<void (T::*)(int, int)>(lua_touserdata(L, lua_upvalueindex(1)));
    T *obj = reinterpret_cast<T *>(lua_touserdata(L, 1));

    (obj->*method)(lua_tointeger(L, 2), lua_tointeger(L, 3));
    return 0;
}

对于那些不熟悉 Lua 的人来说，lua_touserdata(L, lua_upvalueindex(1)) 获取与闭包关联的第一个值（在本例中，它是指向成员的指针）函数）并将其作为 void* 返回。 GCC 抱怨 void* -> void (T::*)(int, int) 是无效的强制转换。关于如何解决这个问题有什么想法吗？

Answer 1

您无法将指向成员的指针转换为< code>void * 或任何其他“常规”指针类型。指向成员的指针不像常规指针那样寻址。您最可能需要做的是将成员函数包装在常规函数中。 C++ FAQ Lite详细解释了这一点。主要问题是实现成员指针所需的数据不仅仅是一个地址，事实上 根据编译器实现的不同，差异很大。

我认为您可以控制用户数据 lua_touserdata 返回的内容。它不能是指向成员的指针，因为没有合法的方法可以取回此信息。但您确实还有其他一些选择：

• 最简单的选择可能是将您的成员函数包装在一个自由函数中并返回它。该自由函数应该将对象作为其第一个参数。请参阅下面的代码示例。

• 使用类似于 Boost.Bind 的技术mem_fun 返回一个函数对象，您可以适当地对其进行模板化。我不认为这更容易，但如果需要，它可以让您将更多状态与函数返回关联起来。

这是使用第一种方式重写您的函数：

template <class T>
int call_int_function(lua_State *L) 
{
    void (*method)(T*, int, int) = reinterpret_cast<void (*)(T*, int, int)>(lua_touserdata(L, lua_upvalueindex(1)));
    T *obj = reinterpret_cast<T *>(lua_touserdata(L, 1));

   method(obj, lua_tointeger(L, 2), lua_tointeger(L, 3));
   return 0;
}

Answer 2

可以使用联合将指针转换为成员函数和属性：

// helper union to cast pointer to member
template<typename classT, typename memberT>
union u_ptm_cast {
    memberT classT::*pmember;
    void *pvoid;
};

要进行转换，请将源值放入一个成员中，然后将目标值从另一个成员中取出。

虽然这种方法很实用，但我不知道它是否适用于所有情况。

Answer 3

在这里，只需更改函数 void_cast 的参数即可满足您的需求：

template<typename T, typename R>
void* void_cast(R(T::*f)())
{
    union
    {
        R(T::*pf)();
        void* p;
    };
    pf = f;
    return p;
}

示例使用：

auto pvoid = void_cast(&Foo::foo);

Answer 4

作为一种解决方法，考虑到将成员函数指针转换为 void* 的限制，您可以将函数指针包装在一个小的堆分配结构中，并将指向该结构的指针放入您的 Lua 用户中数据：

template <typename T>
struct LuaUserData {
    typename void (T::*MemberProc)(int, int);

    explicit LuaUserData(MemberProc proc) :
        mProc(proc)
    { }

    MemberProc mProc;
};

LuaObject<Foo> lobj = registerObject(L, "foo", fooObject);
LuaUserData<Foo>* lobj_data = new LuaUserData<Foo>(&Foo::bar);

lobj.addField(L, "bar", lobj_data);

// ...

template <class T>
int call_int_function(lua_State *L) 
{
    typedef LuaUserData<T>                       LuaUserDataType;
    typedef typename LuaUserDataType::MemberProc ProcType;

    // this next line is problematic
    LuaUserDataType* data =
        reinterpret_cast<LuaUserDataType*>(lua_touserdata(L, lua_upvalueindex(1)));
    T *obj = reinterpret_cast<T *>(lua_touserdata(L, 1));

    (obj->*(data.mMemberProc))(lua_tointeger(L, 2), lua_tointeger(L, 3));
    return 0;
}

我对 Lua 不太了解，所以我可能忽略了上面示例中的一些内容。还要记住，如果您选择这条路线，您将必须管理 LuaUserData 的分配。

Answer 5

与非静态成员函数的地址（具有复杂表示的指向成员类型的指针）不同，静态成员函数的地址通常只是一个机器地址，与 void * 的转换兼容。

如果您需要将 C++ 非静态成员函数绑定到基于 void * 的 C 或类似 C 的回调机制，您可以尝试编写一个静态包装器。

包装器可以将指向实例的指针作为参数，并将控制权传递给非静态成员函数：

void myclass::static_fun(myclass *instance, int arg)
{
   instance->nonstatic_fun(arg);
}