??? 在 Java 、 C ＃等語言或者說其類庫中，都實(shí)現(xiàn)了事件模型。而 c++ 語言本身并沒有定義事件機(jī)制，并且在目前眾多優(yōu)秀的 c++ 類庫，包括 STL 、 Boost 等都沒有實(shí)現(xiàn)類似的事件機(jī)制。當(dāng)我們被 MFC 的消息搞得頭昏眼花之時(shí)，是否有沖動(dòng)自己去實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的事件模型呢。我想，有著相同想法的人肯定很多，而真正動(dòng)手來寫可能會(huì)碰到各種各樣的困難。下面就讓我們一步步來編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的事件模型。

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一、 了解事件模型的機(jī)制

在開始之前，我們有必要簡(jiǎn)單的了解一下事件模型的機(jī)制。事實(shí)上，事件模型的機(jī)制不止一種， Java 和 c# 的事件機(jī)制就不太一樣，不過事件模型的基礎(chǔ)都是一樣，那就是一般都使用 Observer 設(shè)計(jì)模式。關(guān)于 Observer 設(shè)計(jì)模式，希望詳細(xì)了解的朋友可以參考《設(shè)計(jì)模式》一書，在這里我們就不詳細(xì)的介紹，只是參照 c# 的事件機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。

在 c# 中，我們可以以 event 關(guān)鍵字聲明一個(gè)事件，然后我們可以將一個(gè)函數(shù)委托掛接在這個(gè)事件上，當(dāng)事件被調(diào)用時(shí)，則所有掛接的函數(shù)也會(huì)被調(diào)用。這里有一個(gè)比較難以理解的詞大概是委托，其實(shí)也不難理解。委托其實(shí)就是一種函數(shù)包裝類，這種類可以把任何函數(shù)的指針保存起來，等到需要調(diào)用的時(shí)候再調(diào)用，并且這種類的實(shí)例必須能夠掛接到事件之中。

看了上面這段話，是不是覺得其實(shí)事件模型也并不復(fù)雜。還想對(duì)事件模型了解得更多？我這里就不繼續(xù)了，感興趣的朋友可以查找一下相關(guān)的資料。下面我們就開始在 c++ 中編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的事件模型。

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二、 設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的 c++ 事件模型

因?yàn)橐粋€(gè)事件模型其實(shí)就是一個(gè)典型的 Observer 設(shè)計(jì)模式，因此最重要的就是 Subject( 目標(biāo)類 ) 和 Observer( 觀察者類 ) 的設(shè)計(jì)。

首先，我們需要一個(gè)事件類，它其實(shí)是一個(gè)抽象的 Subject 。它是一個(gè)基類，所有的其他事件都從它繼承，并且用戶只需要從這個(gè)基類繼承就可以自定義事件。我們不仿將這個(gè)類定義為 CEvent 。 CEvent 的聲明如下：

class CEvent ?

{

public :

????????

???????? typedef list < CEventHandler > data_type ;

?

???????? CEvent ();

?

???????? virtual ~ CEvent ();

?

???????? void operator ()()

???????? {

???????? ???????? data_type :: iterator it ;

??????????????????????????? ????????

?????????????????? for ( it = m_observer . begin (); it != m_observer . end (); ++ it )

?????????????????? {

?????????????????? ???????? (* it )(* this );

?????????????????? }

???????? }

?

???????? CEvent & operator += ( const CEventHandler & handler )

???????? {

???????? ???????? Register ( handler );

?????????????????? return * this ;

???????? }

?

???????? CEvent & operator -= ( const CEventHandler & handler )

???????? {

???????? ???????? UnRegister ( handler );

?????????????????? return * this ;

???????? }

?

???????? void Register ( const CEventHandler & handler )

???????? {

???????? ???????? m_observer . push_back ( handler );

???????? }

?

???????? void UnRegister ( const CEventHandler & handler )

???????? {

???????? ???????? m_observer . remove ( handler );

???????? }

?

protected :

?

???????? // 將偵聽的所有函數(shù)或者仿函數(shù)的集合起來

???????? data_type m_observer ;

};

?

其次，這個(gè)事件可以掛接任意的函數(shù)，也就是它可以保存所有的掛接函數(shù)。在 c++ 中，我們大致有三種類型的函數(shù)，全局或者靜態(tài)函數(shù)、成員函數(shù)、仿函數(shù)。要在 CEvent 中實(shí)現(xiàn)一個(gè)或者多個(gè)方法來執(zhí)行掛接的任務(wù)不太現(xiàn)實(shí)。我們參考 c# 的實(shí)現(xiàn)方法，可以先實(shí)現(xiàn)一個(gè)委托類，將各種函數(shù)保存起來。然后再使用 CEvent 對(duì)這個(gè)委托類進(jìn)行掛接。我們不仿稱這個(gè)類為 CEventHandler 。

然后，我們的這個(gè)委托類需要能夠保存所有的函數(shù)。在 c++ 里，我們能夠很容易的得到函數(shù)的指針，只需要在函數(shù)名前加 & ，但是各種函數(shù)，特別是成員函數(shù)它是沒有類型的，這就要有一種機(jī)制，將所有的函數(shù)轉(zhuǎn)換為同一種類型。因?yàn)楹瘮?shù)是沒有類型，也相當(dāng)于每一個(gè)函數(shù)都是一種類型，解決這個(gè)問題的方法其實(shí)就是使用模板類。因此，我們先定義一個(gè)虛基類 CFunImpl 。對(duì)三種不同的函數(shù)，我們分別從 CfunImpl 繼承三種不同的子類， CstaticFun 、 CmemFun,CFunctor 。 CstaticFun 表示全局的或者靜態(tài)的函數(shù)，不過這必須是一個(gè)模板類，對(duì)于每一個(gè)靜態(tài)或者全局函數(shù)，都是模板類的一個(gè)特化。類聲明的代碼如下：

template < typename Fun >

???????? class CStaticFun : public CFunImpl

???????? {

???????? public :

?

???????? ???????? CStaticFun ( const Fun & fun ) : m_fun ( fun ){};

??????????????????

?????????????????? virtual ~ CStaticFun ()

?????????????????? {

?????????????????? }

???????? protected :

?????????????????? Fun m_fun ;

???????? };

?

對(duì)于 CmemFun 類，我們?nèi)绶ㄅ谥疲贿^我們這時(shí)需要保存兩個(gè)成員變量，一個(gè)是成員函數(shù)的指針，另一個(gè)則是該成員函數(shù)所屬的對(duì)象的指針。類聲明的代碼如下：

?

template < typename PointerToObj , typename PointerToMemFun >

???????? class CMemFun : public CFunImpl

???????? {

???????? public :

?

???????? ???????? CMemFun ( const PointerToObj & pObj , PointerToMemFun pMemFn )

??????????????????????????? : m_pObj ( pObj ), m_pMemFun ( pMemFn )

?????????????????? {

?????????????????? }

?

virtual ~ CMemFun ()

?????????????????? {

?????????????????? }

??????????????????

???????? protected :

???????? ???????? PointerToObj m_pObj ;

???????? ???????? PointerToMemFun m_pMemFun ;

};

?

對(duì)于仿函數(shù)，我們這里先不講，因?yàn)榉潞瘮?shù)使用得很少，并且這還涉及到仿函數(shù)的概念，有興趣的朋友可以在閱讀完本文之后自己來實(shí)現(xiàn)。

好，到現(xiàn)在為止，我們可以將所有的函數(shù)使用 CfunImpl 來表示了。因此，我們可以在委托類 CEventHandler 中保存 CfunImpl* 來達(dá)到我們的目的。 CEventHandler 的聲明如下：

???????? class CEventHandler ?

???????? {

???????? public :

?????????????????? virtual ~ CEventHandler ()

?????????????????? {

?????????????????? ???????? Clear ();

?????????????????? }

?

???????? ???????? template < class Fun >

???????? ???????? CEventHandler ( const Fun & fun )

??????????????????????????? : m_pImpl ( new CStaticFun < Fun >( fun ))

?????????????????? {}

??????????????????

???????? ???????? CEventHandler ( const CEventHandler & fun )

??????????????????????????? : m_pImpl ( NULL )

?????????????????? {

?????????????????? ???????? * this = fun ;

?????????????????? }

?

?????????????????? void Clear ()

?????????????????? {

??????????????????????????? if ( m_pImpl )

??????????????????????????? {

??????????????????????????? ???????? delete m_pImpl ;

??????????????????????????? ???????? m_pImpl = NULL ;

??????????????????????????? }

?????????????????? }

?

???????? ???????? CEventHandler & operator = ( const CEventHandler & fun )

?????????????????? {

?????????????????? ???????? Clear ();

?

??????????????????????????? if ( fun . m_pImpl )

??????????????????????????? {

??????????????????????????? ???????? m_pImpl = fun . m_pImpl -> Clone ();

??????????????????????????? }

?

?????????????????? ???????? return * this ;

?????????????????? }

??????????????????

?????????????????? // 成員函數(shù)

???????? ???????? template < typename PointerToObj , typename PointerToMemFun >

?????????????????? ???????? CEventHandler ( const PointerToObj & pObj , const PointerToMemFun & pMemFun )

??????????????????????????? : m_pImpl ( new CMemFun < PointerToObj , PointerToMemFun >( pObj , pMemFun ))

?????????????????? {}

?

?????????????????? void operator ()( CEvent & e )

?????????????????? {

if ( m_pImpl )

??????????????????????????? {

??????????????????????????? ???????? (* m_pImpl )( e );

}

?????????????????? }

?

?????????????????? bool operator == ( const CEventHandler & handler )

?????????????????? {

??????????????????????????? if ( m_pImpl == NULL || handler . m_pImpl == NULL )

??????????????????????????? {

??????????????????????????? ???????? return true ;

??????????????????????????? }

?

??????????????????????????? if ( typeid ( m_pImpl ) == typeid ( handler . m_pImpl ))

??????????????????????????? {

??????????????????????????? ???????? return (* m_pImpl ) == (*( handler . m_pImpl ));

??????????????????????????? }

?

?????????????????? ???????? return false ;

?????????????????? }

?

???????? protected :

???????? ???????? CFunImpl * m_pImpl ;

?

???????? };

?

不過要實(shí)現(xiàn)事件機(jī)制，我們還需要 CfunImpl* 的子類必須實(shí)現(xiàn)幾個(gè)方法。

第一個(gè)方法就是調(diào)用函數(shù)的方法，我們這里要求重載 void operator()(CEvent& e); 來達(dá)到目的。

第二個(gè)方法就是 operator== ，為什么需要這個(gè)方法呢。因?yàn)閷?duì)于 CEvent 來說，調(diào)用 UnRegister() 時(shí)，我們必須找到我們使用 Register() 添加到 list 中的函數(shù)，這時(shí)我們需要判斷兩個(gè) CEventHandler 對(duì)象是否相等，這是件麻煩事情。 CEventHandler 保存的是 CFunImpl 的指針，好吧，這個(gè)我們就要求 CfunImpl 的子類必須實(shí)現(xiàn)重載 operator== 。

第三個(gè)方法，從 CfunImpl 繼承必須實(shí)現(xiàn) Clone() 方法。 Clone() 方法可以讓 CEventHandler 實(shí)現(xiàn)拷貝。具體的實(shí)現(xiàn)方法我們可以查看源碼。

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三、 使用事件模型

一個(gè)簡(jiǎn)單的事件模型基本完成了。現(xiàn)在我們可以編寫一個(gè)例子來演示一下如何來使用這個(gè)事件模型。其實(shí)使用起來很簡(jiǎn)單。

我們可以聲明一個(gè) CEvent 或者 CEvent 子類的實(shí)例。讓需要監(jiān)聽的函數(shù)掛接到這個(gè) CEvent 中，我們實(shí)現(xiàn)了 Register() 函數(shù)和 += 操作符，都可以使用。掛接的語句就像這樣：

CEvent evt;

CobserverTest obj;

evt += CEventHandler (& obj , &( CObserverTest :: OnStartEvent ));

當(dāng)事件的 operator() 方法調(diào)用時(shí)，就會(huì)自動(dòng)調(diào)用我們的監(jiān)聽函數(shù)。具體的例子可以查看提供的源代碼。

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四、 模型的缺陷和改進(jìn)

到現(xiàn)在為止，我們終于實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的事件模型。它可以有效的工作，并且與平臺(tái)無關(guān)。當(dāng)然，要求你的編譯器盡量的支持 c++ 標(biāo)準(zhǔn)。如果你的編譯器對(duì) c++98 標(biāo)準(zhǔn)支持不夠，也許它不能夠工作正常。筆者在 VC6SP6 和 VC2005 中測(cè)試均通過。

不過這個(gè)模型還有可以改進(jìn)的余地。其一、目前只是支持同步操作，即當(dāng)你的事件進(jìn)行調(diào)用時(shí)是在同一線程里順序進(jìn)行。要改進(jìn)到支持異步調(diào)用就必須在每次調(diào)用時(shí)在一個(gè)新的線程中進(jìn)行調(diào)用。因此我們需要一個(gè)線程機(jī)制來完成這個(gè)工作。如果在一個(gè)特定的平臺(tái)中使用，如 VC 中，我們可以在響應(yīng)函數(shù)中創(chuàng)建一個(gè)新的線程。

其二、目前的所有的函數(shù)參數(shù)必須為 (CEvent& e) ，不能寫成 (CchildEvent& e) 。要對(duì)這個(gè)限制進(jìn)行改進(jìn)，就需要編譯器支持虛模板成員函數(shù)的機(jī)制。不過在 VC6 和 VC2005 中，均不支持這種特性。因此要么尋求它法，要么就等到編譯器的支持吧。

其三、線程安全，這個(gè)簡(jiǎn)單的事件模型使用到了 STL 中的 list 組件，但是并非所有的 list 實(shí)現(xiàn)都是線程安全的。建議大家采用 stlport ，因?yàn)樗膶?shí)現(xiàn)是線程安全的，如果沒有采用線程安全的實(shí)現(xiàn)，那么在調(diào)用 Register 和 UnRegister 時(shí)最好能夠?qū)崿F(xiàn)互斥。

?

限于筆者知識(shí)水平和文筆有限，不當(dāng)之處肯定很多。若你有好的想法和建議，可以 email 告訴我。本文中所涉及到的所有源碼可以從這里下載http://www.shnenglu.com/Files/lunny/CEventModel.rar 。

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????????????? ???????????????????? ???????????????????? ?????? ????????????? ???????????????????? ????????????? 肖倫文

xiaolunwen@hotmail.com