C++中類成員函數作為回調函數


注:與tr1::function對象結合使用,能獲得更好的效果,詳情見http://blog.csdn.net/this_capslock/article/details/38564719

 

回調函數是基於C編程的Windows SDK的技術,不是針對C++的,程序員可以將一個C函數直接作為回調函數,但是如果試圖直接使用C++的成員函數作為回調函數將發生錯誤,甚至編譯就不能通過。 

普通的C++成員函數都隱含了一個傳遞函數作為參數,亦即“this”指針,C++通過傳遞一個指向自身的指針給其成員函數從而實現程序函數可以訪問C++的數據成員。這也可以理解為什么C++類的多個實例可以共享成員函數但是確有不同的數據成員。由於this指針的作用,使得將一個CALLBACK型的成員函數作為回調函數安裝時就會因為隱含的this指針使得函數參數個數不匹配,從而導致回調函數安裝失敗。

這樣從理論上講,C++類的成員函數是不能當作回調函數的。但我們在用C++編程時總希望在類內實現其功能,即要保持封裝性,如果把回調函數寫作普通函數有諸多不便。經過網上搜索和自己研究,發現了幾種巧妙的方法,可以使得類成員函數當作回調函數使用。

這里采用Linux C++中線程創建函數pthread_create舉例,其原型如下:

 

[cpp]  view plain  copy
 
 print?在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
  1. int pthread_create( pthread_t *restrict tidp , const pthread_attr_t *restrict attr , void* (*start_rtn)(void*) , void *restrict arg );  

 

第一個參數為指向線程標識符的指針。
第二個參數用來設置線程屬性。
第三個參數是線程運行函數的起始地址,即回調函數。
最后一個參數是運行函數的參數。
 
這里我們只關注第三個參數start_run,它是一個函數指針,指向一個以void*為參數,返回值為void*的函數,這個函數被當作線程的回調函數使用,線程啟動后便會執行該函數的代碼。
 
方法一:回調函數為普通函數,但在函數體內執行成員函數
見以下代碼:
[cpp]  view plain  copy
 
 print?在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
  1. class MyClass  
  2. {  
  3.     pthread_t TID;  
  4. public:  
  5.     void func()  
  6.     {  
  7.         //子線程執行代碼  
  8.     }  
  9.   
  10.     bool startThread()  
  11.     {//啟動子線程  
  12.         int ret = pthread_create( &TID , NULL , callback , this );  
  13.         if( ret != 0 )  
  14.             return false;  
  15.         else  
  16.             return true;  
  17.     }  
  18. };  
  19.   
  20. static void* callback( void* arg )  
  21. {//回調函數  
  22.     ((MyClass*)arg)->func();調用成員函數  
  23.     return NULL;  
  24. }  
  25.   
  26. int main()  
  27. {  
  28.     MyClass a;  
  29.     a.startThread();  
  30. }  

 

類MyClass需要在自己內部開辟一個子線程來執行成員函數func()中的代碼,子線程通過調用startThread()成員函數來啟動。這里將回調函數callback寫在了類外面,傳遞的參數是一個指向MyClass對象的指針(在pthrad_create()中由第4個參數this指定),回調函數經過強制轉換把void*變為MyClass*,然后再調用arg->func()執行子線程的代碼。

這樣做的原理是把當前對象的指針當作參數先交給一個外部函數,再由外部函數調用類成員函數,以外部函數作為回調函數,但執行的是成員函數的功能,這樣相當於在中間作了一層轉換。缺點是回調函數在類外,影響了封裝性,這里把callback()限定為static,防止在其它文件中調用此函數。

 

方法二:回調函數為類內靜態成員函數,在其內部調用成員函數

在方法一上稍作更改,把回調函數搬到類MyClass里,這樣就保持了封裝性。代碼如下:

 

[cpp]  view plain  copy
 
 print?在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
  1. class MyClass  
  2. {  
  3.     static MyClass* CurMy;//存儲回調函數調用的對象  
  4.     static void* callback(void*);//回調函數  
  5.     pthread_t TID;  
  6.     void func()  
  7.     {  
  8.         //子線程執行代碼  
  9.     }  
  10.       
  11.     void setCurMy()  
  12.     {//設置當前對象為回調函數調用的對象  
  13.         CurMy = this;  
  14.     }  
  15. public:  
  16.     bool startThread()  
  17.     {//啟動子線程  
  18.         setCurMy();  
  19.         int ret = pthread_create( &TID , NULL , MyClass::callback , NULL );  
  20.         if( ret != 0 )  
  21.             return false;  
  22.         else  
  23.             return true;  
  24.     }  
  25. };  
  26. MyClass* MyClass::CurMy = NULL;  
  27. void* MyClass::callback(void*)  
  28. {  
  29.     CurMy->func();  
  30.     return NULL;  
  31. }  
  32.   
  33. int main()  
  34. {  
  35.     MyClass a;  
  36.     a.startThread();  
  37. }  

類MyClass有了1個靜態數據成員CurMy和1個靜態成員函數callback。CurMy用來存儲一個對象的指針,充當方法一中回調函數的參數arg。callback當作回調函數,執行CurMy->func()的代碼。每次建立線程前先要調用setCurMy()來讓CurMy指向當前自己。

 

這個方法的好處時封裝性得到了很好的保護,MyClass對外只公開一個接口startThread(),子線程代碼和回調函數都被設為私有,外界不可見。另外沒有占用callback的參數,可以從外界傳遞參數進來。但每個對象啟動子線程前一定要注意先調用setCurMy()讓CurMy正確的指向自身,否則將為其它對象開啟線程,這樣很引發很嚴重的后果。

 

方法三:對成員函數進行強制轉換,當作回調函數

代碼如下:

 

[cpp]  view plain  copy
 
 print?在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
  1. class MyClass  
  2. {  
  3.     pthread_t TID;  
  4.     void func()  
  5.     {  
  6.         //子線程執行代碼  
  7.     }  
  8. public:  
  9.     bool startThread()  
  10.     {//啟動子線程  
  11.         typedef void* (*FUNC)(void*);//定義FUNC類型是一個指向函數的指針,該函數參數為void*,返回值為void*  
  12.         FUNC callback = (FUNC)&MyClass::func;//強制轉換func()的類型  
  13.         int ret = pthread_create( &TID , NULL , callback , this );  
  14.         if( ret != 0 )  
  15.             return false;  
  16.         else  
  17.             return true;  
  18.     }  
  19. };  
  20.   
  21. int main()  
  22. {  
  23.     MyClass a;  
  24.     a.startThread();  
  25. }  

這個方法是原理是,MyClass::func最終會轉化成 void func(MyClass *this); 也就是說在原第一個參數前插入指向對象本身的this指針。可以利用這個特性寫一個非靜態類成員方法來直接作為線程回調函數。對編譯器而言,void (MyClass::*FUNC1)()和void* (*FUNC)(void*)這兩種函數指針雖然看上去很不一樣,但他們的最終形式是相同的,因此就可以把成員函數指針強制轉換成普通函數的指針來當作回調函數。在建立線程時要把當前對象的指針this當作參數傳給回調函數(成員函數func),這樣才能知道線程是針對哪個對象建立的。

 

方法三的封裝性比方法二更好,因為不涉及多個對象共用一個靜態成員的問題,每個對象可以獨立地啟動自己的線程而不影響其它對象。

 

暫時就列出這些方法,以后發現更好的再來補充,over

http://blog.csdn.net/this_capslock/article/details/17001003

---------------------------------------------------------------------------------------

4樓  eziowayne 2015-04-17 15:38發表 [回復]
個人推薦第一種方法,第二種方法適用面窄,第三種是錯誤的方法,千萬不能這么用。
3樓  __JacHan 2014-04-28 14:44發表 [回復]
用的時候用樓主的方法三實在調不通,論壇里面有人這樣解釋的:為了實現回調,我們必須把this指針給轉換掉!可為了在該函數中可以直接操作該類中的成員,我們必須保留this指針!所以這是矛盾的,通過轉換指針的手段是不能達到目的的!
來自:http://bbs.csdn.net/topics/360051927
還是用tr1::function/bind實現了

 


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM