Делегаты на C++

Александр Шаргин Делегаты на C++

Введение

Делегаты - это объектно-ориентированные указатели на функции, используемые для callback-вызовов в среде CLR фирмы Microsoft. Делегат можно связать со статической функцией или с нестатическим методом любого класса (единственное условие - совпадение сигнатуры метода с сигнатурой, указанной в описании делегата). Затем связанную с делегатом функцию или метод можно вызывать, используя стандартный синтаксис вызова функции в C++. Несколько делегатов можно связать в цепочку. Благодаря этому можно 'одним махом' вызвать все связанные с ними callback-функции. Следующий пример демонстрирует применение делегатов в языке C#.

using System;
using System.IO;
namespace CSharpDelegates {
 class App {
  // Определяем делегат Callback,
  // который принимает 1 параметр и ничего не возвращает.
  public delegate void Callback(string str);
  // Это метод класса App.
  public void OutputToConsole(string str) {
   Console.WriteLine(str);
  }
  // А это статический метод класса App.
  public static void OutputToFile(string str) {
   StreamWriter sw = new StreamWriter('output.txt', true);
   sw.WriteLine(str);
   sw.Close();
  }
  public static void Main(string[] args) {
   App app = new App();
   // Создаём делегат.
   App.Callback callback = null;
   if (callback != null) callback('1');
   // Добавляем ссылку на OutputToFile.
   // Вызываем её через делегата.
   callback += new App.Callback(App.OutputToFile);
   if (callback != null) callback('2');
   // Добавляем ссылку на OutputToConsole.
   // Вызывается вся цепочка:
   // сначала OutputToFile, потом OutputToConsole.
   callback += new App.Callback(app.OutputToConsole);
   if (callback != null) callback('3');
   // Убираем ссылку на OutputToFile.
   // Вызывается только OutputToConsole.
   callback -= new App.Callback(App.OutputToFile);
   if (callback!= null) callback('4');
   // Убираем оставшуюся ссылку на OutputToConsole.
   callback -= new App.Callback(app.OutputToConsole);
   if (callback != null) callback('5');
  }
 }
}

Делегаты в CLR удобны, типобезопасны и эффективны. Последнее время на форумах RSDN часто поднимается вопрос о том, можно ли реализовать делегаты с аналогичными свойствами, оставаясь в рамках 'чистого' C++. Оказывается, это вполне возможно. В этой статье я покажу, как это сделать.

Частное решение

Для начала создадим делегат для callback-вызова функций и методов с простейшей сигнатурой void(void). Интерфейс этого делегата будет выглядеть так.

class IDelegateVoid {
public:
 virtual ~IDelegateVoid() {}
 virtual void Invoke() = 0;
 virtual bool Compare(IDelegateVoid* pDelegate) = 0;
};

Invoke используется для вызова функции или метода, связанного с делегатом, а Compare сравнивает 2 делегата и возвращает true, если они связаны с одной и той же функцией (методом). Очевидно, что реализация интерфейса IDelegateVoid будет отличаться для статических функций и нестатических методов класса, поэтому мы разнесём эти реализации по различным классам. Класс CStaticDelegateVoid будет 'отвечать' за статические функции, а класс CMethodDelegateVoid - за нестатические методы.

Класс CStaticDelegateVoid просто инкапсулирует указатель типа void (*)() :

class CStaticDelegateVoid: public IDelegateVoid {
public:
 typedef void (*PFunc)();
 CStaticDelegateVoid(PFunc pFunc) { m_pFunc = pFunc; }
 virtual void Invoke() { m_pFunc(); }
 virtual bool Compare(IDelegateVoid* pDelegate);
private:
 PFunc m_pFunc;