委托（delegate）
和成員函數(shù)指針不同，你不難發(fā)現(xiàn)委托的用處。最重要的，使用委托可以很容易地實現(xiàn)一個 Subject/Observer設(shè)計模式的改進版[GoF, p. 293]。Observer（觀察者）模式顯然在GUI中有很多的應(yīng)用，但我發(fā)現(xiàn)它對應(yīng)用程序核心的設(shè)計也有很大的作用。委托也可用來實現(xiàn)策略（Strategy）[GoF, p. 315]和狀態(tài)（State）[GoF, p. 305]模式。
現(xiàn)在，我來說明一個事實，委托和成員函數(shù)指針相比并不僅僅是好用，而且比成員函數(shù)指針簡單得多！既然所有的.NET語言都實現(xiàn)了委托，你可能會猜想如此高層的概念在匯編代碼中并不好實現(xiàn)。但事實并不是這樣：委托的實現(xiàn)確實是一個底層的概念，而且就像普通的函數(shù)調(diào)用一樣簡單（并且很高效）。一個C++委托只需要包含一個this 指針和一個簡單的函數(shù)指針就夠了。當你建立一個委托時，你提供這個委托一個this指針，并向它指明需要調(diào)用哪一個函數(shù)。編譯器可以在建立委托時計算出調(diào)整this指針需要的偏移量。這樣在使用委托的時候，編譯器就什么事情都不用做了。這一點更好的是，編譯器可以在編譯時就可以完成全部這些工作，這樣的話，委托的處理對編譯器來說可以說是微不足道的工作了。在x86系統(tǒng)下將委托處理成的匯編代碼就應(yīng)該是這么簡單：
mov ecx, [this]
call [pfunc]
但是，在標準C++中卻不能生成如此高效的代碼。 Borland為了解決委托的問題在它的C++編譯器中加入了一個新的關(guān)鍵字（__closure）,用來通過簡潔的語法生成優(yōu)化的代碼。GNU編譯器也對語言進行了擴展，但和Borland的編譯器不兼容。如果你使用了這兩種語言擴展中的一種，你就會限制自己只使用一個廠家的編譯器。而如果你仍然遵循標準C++的規(guī)則，你仍然可以實現(xiàn)委托，但實現(xiàn)的委托就不會是那么高效了。
有趣的是，在C#和其他.NET語言中，執(zhí)行一個委托的時間要比一個函數(shù)調(diào)用慢8倍（參見http://msdn.microsoft.com/library/en- us/dndotnet/html/fastmanagedcode.asp）。我猜測這可能是垃圾收集和.NET安全檢查的需要。最近，微軟將“統(tǒng)一事件模型（unified event model）”加入到Visual C++中，隨著這個模型的加入，增加了__event、 __raise、__hook、__unhook、event_source和event_receiver等一些關(guān)鍵字。坦白地說，我對加入的這些特性很反感，因為這是完全不符合標準的，這些語法是丑陋的，因為它們使這種C++不像C++，并且會生成一堆執(zhí)行效率極低的代碼。
解決這個問題的推動力：對高效委托（fast delegate）的迫切需求
使用標準C++實現(xiàn)委托有一個過度臃腫的癥狀。大多數(shù)的實現(xiàn)方法使用的是同一種思路。這些方法的基本觀點是將成員函數(shù)指針看成委托??但這樣的指針只能被一個單獨的類使用。為了避免這種局限，你需要間接地使用另一種思路：你可以使用模版為每一個類建立一個“成員函數(shù)調(diào)用器（member function invoker）”。委托包含了this指針和一個指向調(diào)用器（invoker）的指針，并且需要在堆上為成員函數(shù)調(diào)用器分配空間。
對于這種方案已經(jīng)有很多種實現(xiàn)，包括在CodeProject上的實現(xiàn)方案。各種實現(xiàn)在復雜性上、語法（比如，有的和C#的語法很接近）上、一般性上有所不同。最具權(quán)威的一個實現(xiàn)是boost::function。最近，它已經(jīng)被采用作為下一個發(fā)布的C++標準版本中的一部分[Sutter1]。希望它能夠被廣泛地使用。
就像傳統(tǒng)的委托實現(xiàn)方法一樣，我同樣發(fā)覺這種方法并不十分另人滿意。雖然它提供了大家所期望的功能，但是會混淆一個潛在的問題：人們?nèi)狈σ粋€語言的底層的構(gòu)造。 “成員函數(shù)調(diào)用器”的代碼對幾乎所有的類都是一樣的，在所有平臺上都出現(xiàn)這種情況是令人沮喪的。畢竟，堆被用上了。但在一些應(yīng)用場合下，這種新的方法仍然無法被接受。
我做的一個項目是離散事件模擬器，它的核心是一個事件調(diào)度程序，用來調(diào)用被模擬的對象的成員函數(shù)。大多數(shù)成員函數(shù)非常簡單：它們只改變對象的內(nèi)部狀態(tài)，有時在事件隊列（event queue）中添加將來要發(fā)生的事件，在這種情況下最適合使用委托。但是，每一個委托只被調(diào)用（invoked）一次。一開始，我使用了boost:: function，但我發(fā)現(xiàn)程序運行時，給委托所分配的內(nèi)存空間占用了整個程序空間的三分之一還要多！“我要真正的委托！”我在內(nèi)心呼喊著，“真正的委托只需要僅僅兩行匯編指令啊！”
我并不能總是能夠得到我想要的，但后來我很幸運。我在這兒展示的代碼（代碼下載鏈接見譯者注）幾乎在所有編譯環(huán)境中都產(chǎn)生了優(yōu)化的匯編代碼。最重要的是，調(diào)用一個含有單個目標的委托（single-target delegate）的速度幾乎同調(diào)用一個普通函數(shù)一樣快。實現(xiàn)這樣的代碼并沒有用到什么高深的東西，唯一的遺憾就是，為了實現(xiàn)目標，我的代碼和標準C++ 的規(guī)則有些偏離。我使用了一些有關(guān)成員函數(shù)指針的未公開知識才使它能夠這樣工作。如果你很細心，而且不在意在少數(shù)情況下的一些編譯器相關(guān)（compiler-specific）的代碼，那么高性能的委托機制在任何C++編譯器下都是可行的。
訣竅：將任何類型的成員函數(shù)指針轉(zhuǎn)化為一個標準的形式
我的代碼的核心是一個能夠?qū)⑷魏晤惖闹羔樅腿魏纬蓡T函數(shù)指針分別轉(zhuǎn)換為一個通用類的指針和一個通用成員函數(shù)的指針的類。由于C++沒有“通用成員函數(shù)（geneic member function）”的類型，所以我把所有類型的成員函數(shù)都轉(zhuǎn)化為一個在代碼中未定義的CGenericClass類的成員函數(shù)。
大多數(shù)編譯器對所有的成員函數(shù)指針平等地對待，不管他們屬于哪個類。所以對這些編譯器來說，可以使用reinterpret_cast將一個特定的成員函數(shù)指針轉(zhuǎn)化為一個通用成員函數(shù)指針。事實上，假如編譯器不可以，那么這個編譯器是不符合標準的。對于一些接近標準（almost-compliant）的編譯器，比如Digital Mars，成員函數(shù)指針的reinterpret_cast轉(zhuǎn)換一般會涉及到一些額外的特殊代碼，當進行轉(zhuǎn)化的成員函數(shù)的類之間沒有任何關(guān)聯(lián)時，編譯器會出錯。對這些編譯器，我們使用一個名為horrible_cast的內(nèi)聯(lián)函數(shù)（在函數(shù)中使用了一個union來避免C++的類型檢查）。使用這種方法看來是不可避免的??boost::function也用到了這種方法。
對于其他的一些編譯器（如Visual C++, Intel C++和Borland C++），我們必須將多重（multiple-）繼承和虛擬（virtual-）繼承類的成員函數(shù)指針轉(zhuǎn)化為單一（single-）繼承類的函數(shù)指針。為了實現(xiàn)這個目的，我巧妙地使用了模板并利用了一個奇妙的戲法。注意，這個戲法的使用是因為這些編譯器并不是完全符合標準的，但是使用這個戲法得到了回報：它使這些編譯器產(chǎn)生了優(yōu)化的代碼。
既然我們知道編譯器是怎樣在內(nèi)部存儲成員函數(shù)指針的，并且我們知道在問題中應(yīng)該怎樣為成員函數(shù)指針調(diào)整this指針，我們的代碼在設(shè)置委托時可以自己調(diào)整this指針。對單一繼承類的函數(shù)指針，則不需要進行調(diào)整；對多重繼承，則只需要一次加法就可完成調(diào)整；對虛擬繼承...就有些麻煩了。但是這樣做是管用的，并且在大多數(shù)情況下，所有的工作都在編譯時完成！
這是最后一個訣竅。我們怎樣區(qū)分不同的繼承類型？并沒有官方的方法來讓我們區(qū)分一個類是多重繼承的還是其他類型的繼承。但是有一種巧妙的方法，你可以查看我在前面給出了一個列表（見中篇）——對MSVC，每種繼承方式產(chǎn)生的成員函數(shù)指針的大小是不同的。所以，我們可以基于成員函數(shù)指針的大小使用模版！比如對多重繼承類型來說，這只是個簡單的計算。而在確定unknown_inheritance（16字節(jié)）類型的時候，也會采用類似的計算方法。
對于微軟和英特爾的編譯器中采用不標準12字節(jié)的虛擬繼承類型的指針的情況，我引發(fā)了一個編譯時錯誤（compile-time error），因為需要一個特定的運行環(huán)境（workaround）。如果你在MSVC中使用虛擬繼承，要在聲明類之前使用 FASTDELEGATEDECLARE宏。而這個類必須使用unknown_inheritance（未知繼承類型）指針（這相當于一個假定的 __unknown_inheritance關(guān)鍵字）。例如：
FASTDELEGATEDECLARE(CDerivedClass)
class CDerivedClass : virtual public CBaseClass1, virtual public CBaseClass2 {
// : (etc)
};
這個宏和一些常數(shù)的聲明是在一個隱藏的命名空間中實現(xiàn)的，這樣在其他編譯器中使用時也是安全的。MSVC（7.0或更新版本）的另一種方法是在工程中使用/vmg編譯器選項。而Inter的編譯器對/vmg編譯器選項不起作用，所以你必須在虛擬繼承類中使用宏。我的這個代碼是因為編譯器的bug才可以正確運行，你可以查看代碼來了解更多細節(jié)。而在遵從標準的編譯器中不需要注意這么多，況且在任何情況下都不會妨礙FASTDELEGATEDECLARE宏的使用。
一旦你將類的對象指針和成員函數(shù)指針轉(zhuǎn)化為標準形式，實現(xiàn)單一目標的委托（single-target delegate）就比較容易了（雖然做起來感覺冗長乏味）。你只要為每一種具有不同參數(shù)的函數(shù)制作相應(yīng)的模板類就行了。實現(xiàn)其他類型的委托的代碼也大都與此相似，只是對參數(shù)稍做修改罷了。
這種用非標準方式轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的委托還有一個好處，就是委托對象之間可以用等式比較。目前實現(xiàn)的大多數(shù)委托無法做到這一點，這使這些委托不能勝任一些特定的任務(wù)，比如實現(xiàn)多播委托（multi-cast delegates） [Sutter3]。
靜態(tài)函數(shù)作為委托目標（delegate target）
理論上，一個簡單的非成員函數(shù)（non-member function），或者一個靜態(tài)成員函數(shù)（static member function）可以被作為委托目標（delegate target）。這可以通過將靜態(tài)函數(shù)轉(zhuǎn)換為一個成員函數(shù)來實現(xiàn)。我有兩種方法實現(xiàn)這一點，兩種方法都是通過使委托指向調(diào)用這個靜態(tài)函數(shù)的“調(diào)用器（invoker）”的成員函數(shù)的方法來實現(xiàn)的。