带有回调函数的 C++ 模板类

Posted 2023-02-22

【中文标题】带有回调函数的 C++ 模板类

【英文标题】：C++ template class with callback function

【发布时间】：2019-10-15 11:35:31

【问题描述】：

尽管我阅读了很多关于模板的内容，但这是我第一次尝试实际使用它们。因此我的问题可能只是缺少对模板的理解。

我有一个应该独立并定期生成一些数据的类。当有新数据时，它通过回调函数调用父级并发送数据。该类应该是可移植的，因此是模板化的父类。

但是，如果我在我的数据类上使用模板，我必须将模板拖到每个函数中，而仅仅能够调用一个函数就觉得不必要的复杂。所以我在全局命名空间中创建了一个小的回调类，我想将其用作接口。

namespace wrapper

    //Callback class
    template<typename ParentClass>
    class Data_Callback
    
    public:
        ParentClass* m_parent = nullptr;
        Data_Callback<ParentClass>(ParentClass* parent)
        
            m_parent = parent;
        ;

        void DoCallback(DataClass* data)
        
            if (m_parent)
                m_parent->callback_func(*data);
        
    ;

    //global object I want to use for callback
    template<typename ParentClass>
    std::unique_ptr<Data_Callback<ParentClass>> m_parentCallback;

    template<typename ParentClass>
    PatientenErkennung GetNewDataClass(ParentClass* parent)
    
        m_parentCallback = std::make_unique<Data_Callback<ParentClass>>(parent);

        std::shared_ptr<DataClass> obj =  std::make_shared<DataClass>();
        return obj;
    ;

然后我可以像这样从我的父类调用我的全局“GetNewDataClass”函数：

m_data = wrapper::GetNewDataClass(this);

但是当我想从 DataClass 调用回调时，模板会妨碍：

wrapper::m_parentCallback<I_DONT_HAVE_THIS>->DoCallback(data);

在不知道父类的情况下，我不能调用那个全局对象，可以吗？因此回调只能从 Data_Callback 类初始化，但该类不包含数据。

你如何解决这个问题？可能是继承？还是设计本身不能像这样使用？ 正如我之前所说，我想避免让我的较大的 DataClass 在 DataClass 周围拖动模板，尽管这会起作用...

【问题讨论】：

您目前拥有的是针对每种父类类型的不同全局对象。这是你在概念上想要的，还是你想要一个所有东西都应该使用的全局回调变量？

如果你使用“继承”——好吧，在这种情况下，更好的术语是“多态性”，那么你就不再需要包装器了。您将为所有类型的父类设计一个公共接口，然后每个单独的类型都将从该公共基础继承。但是，如果这适合您的需求，则取决于您打算如何使用这些父母...

@MaxLanghof 在我的情况下它实际上是相同的，因为只有一个 DataClass 实例并且它与回调一起被初始化。不过，您是对的：它原本应该是一个全局对象。

@Aconcagua 我只是将包装器用作某种解决方法。我不依赖它。只有一个父类匹配一个 DataClass 对象，我只需要那个父对象用于回调函数。指向成员回调函数的指针也可以，但我认为这种方法在 C++ 中既不好也不容易。您是否有一个示例如何在我的 DataClass 中没有模板的情况下继承父指针？

struct Base virtual ~Base() ; virtual void f() = 0; ; struct Derived : Base void f() override ; Base* b = new Derived(); b->f(); – 由于 f 是虚拟的，因此在给定示例中，将调用可用的最派生类的变体 Derived::f，即使指针的类型为 Base。

【参考方案1】：

您将需要类型擦除，您可以手动滚动。但是该标准已经为任何类型的函数（包括回调）提供了一个通用接口：std::function（它在内部执行您需要的类型擦除）。

namespace wrapper

    //global object I want to use for callback
    std::function<void(DataClass&)> m_parentCallback;

    template<typename ParentClass>
    auto GetNewDataClass(ParentClass* parent)
    
        m_parentCallback = [parent](DataClass& dc) parent->callback_func(dc); ;

        std::shared_ptr<DataClass> obj =  std::make_shared<DataClass>();
        return obj;
    ;

m_parentCallback 被声明为std::function，它接受DataClass 引用并且不返回任何内容。我们在 GetNewDataClass 中使用 lambda 对其进行初始化，该 lambda 捕获 parent 指针的值，并在该指针上调用 callback_func，并将 DataClass 实例传递给它。

（您实际上可以在这里跳过 lambda，直接写

 m_parentCallback = parent->callback_func;

但是 lambda 更灵活，因此“规范地”用于此目的。另外，如果parent 没有callback_func，您可能会收到更好的错误消息。）

要使用它，只需像函数一样调用它：

wrapper::m_parentCallback(data);

https://godbolt.org/z/nUG9Bx

您可能知道，但我强烈反对以如此紧密联系的方式使用全局变量。目前（并且可能在您项目的“生命周期”中）它可以正常工作，但这确实无法扩展。 wrapper 可能本身就是一个类。

【讨论】：

谢谢。除了由于多个定义导致的几个链接器错误外，这工作正常。对于您添加的评论：我认为拥有回调函数应该很常见，至少自从工作线程出现以来。那么必须已经有一种通用/更好的方法了吗？我想解决我的问题，但我也对如何解决问题感兴趣。

问题不在于回调函数本身的概念，而是假设只有一个“客户”在使用回调函数。如果您有两个不同的父类实例，它们都应该从（不同的）数据生成器接收（不同的）回调，那么您的全局变量方法将分崩离析。现在不要太担心它，但要小心使用全局变量可能会伤害自己。