现代C++中的类型安全回调系统

Question

我正在开发一个使用回调系统的模块，但该系统的实现不是很好。客户端通过注册一个ID来接收回调，并将获得一个变量（或两个变量或没有变量）。问题在于几乎每个ID所对应的变量都是不同的。（例如：Id1 -> char*，Id2 -> int）。这是通过指针传递变量来实现的。因此，回调看起来像下面这样：

typedef void (*NotifFunctionPtr)(void* ctx, const void* option);

这种方法存在许多问题，我希望用一种类型安全且现代化的方式来处理它。然而，这并不像看起来那么简单，我有一些想法（如使用boost :: function或将void *替换为封装类型和ptr的结构体），但我认为可能有更好的想法，所以我想知道C ++中设置类型安全回调的现代方式是什么。

编辑：另一个想法是通过调用相同类型T的模板函数来注册具有类型T的回调。这可行吗？是否在库中实现？

- cprogrammer

Answer 1

你的问题不在于回调函数，而是你想要将所有回调函数视为相同类型，但它们的签名是不同的。因此，你必须使用肮脏的 C void* 技巧或者如果你想要使用类型安全方法，你就需要为此付出代价，并提供不同的方法来注册不同类型的回调函数——这是正确的方式，个人认为。

解决了这个问题后，你可以使用signals或signals2库，或者自己实现一个轮子，使用function作为基础（以避免重新编写类型抹除）。

- David Rodríguez - dribeas

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还有一种选择是用 boost::any 替换空指针。我强烈建议使用 boost 或 sigc++ 分离信号，而不是使用 ID，但如果进行这么多重构不可行，boost::any 至少可以运行时检查你是否获得了正确的类型。 - Jan Hudec

@JanHudec：是的，没错，boost::any将在运行时提供类型安全的解决方案，也就是说，如果您传递了错误类型的参数，它不会编译失败，但会在执行时失败。仍然比void*和/或联合要好得多，因为它们会在未能匹配类型时悄悄地导致UB。 - David Rodríguez - dribeas

关于一个模板函数，它可以使用类型 T 注册回调并以相同的类型 T 进行回调，您怎么看？ - cprogrammer

@cprogrammer：我在考虑超出单个函数调用的回调，这种情况下您提议的问题是如何存储它们（需要类型擦除），同时能够以类型安全的方式知道稍后传递什么参数。 - David Rodríguez - dribeas

是的，这不是我所要求的类型安全，但垃圾将在回调类内部。这并不一定是一个好主意。 - cprogrammer

@cprogrammer：模板不会有太大帮助。调用回调的代码提供了特定类型。您需要在注册时知道该类型（信号选项；您可以使用模板来允许分配接受不同但兼容类型的函数），或者在运行时检查它（boost::any）。 - Jan Hudec

Answer 2

boost::function在这里是一个恰当的选择。你可以获得函数对象的类型安全性，而不需要太多改变代码。

- thiton

Answer 3

如果您已经研究了boost，请考虑使用signals或signals2库。

- mkaes

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我不知道这是否解决了使用不同数量参数的问题。 - cprogrammer