如何在 C++ 中定义接受派生类成员函数指针作为参数的类方法？

Question

我正在使用在这里找到的 Signal-Slot C++ 实现： https://github.com/pbhogan/Signals 在我正在开发的用户界面库中实现事件侦听器。

面向用户的 API 如下所示：

class DialEventListener : public EventListener {

    void handleEvent(Event event){
        …
        cout << "Event on" << event.source.name << end;
    }
}
int main(){
    Interactor dial1;
    dial1.addListener(ROTATE_EVENT, DialEventListener());
    … 
}

要定义事件侦听器，用户需要对 EventListener 进行子类化以创建自定义事件处理程序。但在使用 Signals.h 代码的 Interactor::addListener() 实现中，您必须提供成员函数指针以及类实例指针以将 Delegate 连接到某个 Signal。

下面的代码片段显示了我如何尝试使用信号来实现事件侦听器。我使用从 EventType 到 Signal 的映射来解释触发多种类型事件的交互器。

typedef map< EventType, Signal1<Event> > EventTypeListenerMap;
class Interactor {

private:
   EventTypeListenerMap listener_map;

public:
   void TriggerEvent(Event e){
       Signal1<Event> signal = listener_map[e.type];
       signal(e);
   }

   void addListener(EventType e_type, EventListener listener){
      …
          //Find the signal for a particular kind of event.
      Signal1<TUIKitEvent> signal = listener_map[e_type];
          //Plug a delegate into that signal's slot
      signal.Connect( &listener, &EventListener::handleEvent); 
   }
   void addListener(EventType e_type, EventListener listener, void (EventListener::*handler)(Event)){
      …
      Signal1<TUIKitEvent> signal = listener_map[e_type];
      signal.Connect( &listener, handler); 
   }

}    

class EventListener  {
    virtual void handleEvent(Event event){
    }
}

我使用 Signal-Slot 实现的事实应该对用户隐藏，因此我只编写了此版本的 Interactor::addListener(EventType, EventListener, void (EventListener::*))作为健全性检查，以确保我传递了正确的成员函数指针以绑定到该信号。但成员函数指针是特定于类的，因此如何定义一个带有签名的函数，该函数接受指向从 EventListener 派生的类的方法的指针，而该类可能尚不存在？

Answer 1

回调有两种方法，要么提供一个具有将被调用的虚函数的接口，要么执行类型擦除以使其完全通用。在第二个版本中，您可以使用预装的类型擦除解决方案，或者您需要使用一些模板来自己实现。

您在第一个块中显示的预期用户代码遵循第一种方法，并且足以满足基本需求。但请注意，您可能希望在按值传递的几个位置中使用指针或引用：

// user code
Interactor dial;
DialEventListener dial_listener;
dial.addListener( ROTATE_EVENT, dial_listener );

// implementation
void Interactor::addListener( EventType event, EventListener & listener ) {
   Signal1<TUIKitEvent> & sgn = listener_map[event];
   sgn.Connect( &listener, &EventListener::handleEvent );
};

请注意一些更改：listener 参数是按引用而不是值传递的。如果按值传递，您将得到切片（仅复制EventListener子对象，并且它不会是内的DialEventListener对象>addListener。通过传递对基本类型的引用，您可以将其用作基类，同时对象保持其身份，

这反过来又要求您传入的对象不是临时的（您不能使用它）。 DialEventListener() 作为 addListener 的第二个参数，因为临时的生命周期将在完整表达式的末尾结束，这意味着您将有一个悬空引用（在您的当前的实现中，信号实现中有一个悬空指针，一旦信号被触发，这很可能会导致 UB。

此外，在 addListener 中，您不想复制。存储在地图中的信号，而是修改它，因此，在访问映射中的信号时，您应该使用引用而不是值。

您的类的文档应该非常明确，因为传入的对象的生命周期必须比 Interactor 的生命周期长。 （或者允许取消注册，以便客户端可以在回调被销毁之前从Interactor中删除处理程序（同样，如果您不这样做，您将以 UB 结尾）

另一种方法正在执行类型擦除，我从未使用过那个特定的信号库，所以我在这里随机应变。您正在使用的信号库（可能）在内部实现类型擦除，但是您需要能够转发确切的类型，直到该库可以执行擦除，或者在接口中使用不同的类型擦除库。

// Transferring the exact type to the signal lib:
class Interactor {
// ...
public:
   template <typename Listener>
   void addListener( EventType event, Listener & listener, void (Listener::*callback)(Event) ) {
      Signal1<TUIKitEvent> & sgn = listener_map[event];
      sgn.connect( &listener, callback );
   }
//...

在接口中使用不同的类型擦除库可能会也可能不会，具体取决于信号实现中 connect 方法的语义。如果它复制第一个参数，那么您可能可以使用 std::function ：

class Interactor {
//...
public:
   void addListener( EventType event, std::function< void (Event) > callback ) {
       Signal1<TUIKitEvent> & sgn = listener_map[event];
       sgn.connect( callback, &std::function<void(Event)>::operator() );
   }
//...
};

假设库将复制第一个参数并在内部维护它自己的副本（即假设它的行为类似于 boost::signal 库）。在用户方面，他们必须执行类型擦除：

struct AnotherListener {   // no need to explicitly derive from EventListner now!
   void method( Event e ) {}
};
int main() {
   Interactor dial;
   AnotherEventListener listener;
   dial.addListener( dial, std::bind( &AnotherListener::method, &listener ) );
}

bind 的确切语法可能不是这样，我从未在 boost 库的新标准中使用过它，它会是>boost::bind( &AnotherListener::method, &listener, _1 );...