跟諸如Object Pascal和Ada等其它一些語(yǔ)言不同，C++語(yǔ)言并沒(méi)有內(nèi)在地提供一種將類(lèi)的方法作為回調(diào)函數(shù)使用的方案。在C語(yǔ)言中，這種回調(diào)函數(shù)被稱作算子（functor），在事件驅(qū)動(dòng)類(lèi)程序中普遍存在。主要問(wèn)題基于這樣一個(gè)事實(shí)：某個(gè)類(lèi)的多個(gè)實(shí)例各自位于內(nèi)存的不同位置。這就需要在回調(diào)的時(shí)候不僅需要一個(gè)函數(shù)指針，同時(shí)也需要一個(gè)指針指向某個(gè)實(shí)例本身（譯者注：否則回調(diào)時(shí)便無(wú)法知道目前正在操作的是哪個(gè)對(duì)象，C++類(lèi)的非靜態(tài)方法包含一個(gè)默認(rèn)的“參數(shù)”：this指針，就是起這種作用的）。所以，針對(duì)問(wèn)題的定義，有一個(gè)很直觀的解決方法就是使用模板和編譯時(shí)的實(shí)例化及特化。
解決方案
這里的方案只支持一個(gè)模板參數(shù)，但如果一些能夠如愿的話，隨著更多的編譯器完全實(shí)現(xiàn)C++標(biāo)準(zhǔn)，以后將會(huì)支持動(dòng)態(tài)的模板參數(shù)，比如“…”形式的模板參數(shù)列表（參見(jiàn)《C++ Templates, The Complete Guide》），那時(shí)，我們就可以可以實(shí)現(xiàn)無(wú)需全部預(yù)定義的參數(shù)集合。（文中所有代碼的注釋為譯者加，下同。）
template < class Class, typename ReturnType, typename Parameter >
class SingularCallBack
{
public:
//指向類(lèi)成員函數(shù)的指針，用他來(lái)實(shí)現(xiàn)回調(diào)函數(shù)。
typedef ReturnType (Class::*Method)(Parameter);
//構(gòu)造函數(shù)
SingularCallBack(Class* _class_instance, Method _method)
{
class_instance = _class_instance;
method = _method;
};
//重載函數(shù)調(diào)用運(yùn)算符()
ReturnType operator()(Parameter parameter)
{
return (class_instance->*method)(parameter);
};
//與上面的()等價(jià)的函數(shù)，引入這個(gè)函數(shù)的原因見(jiàn)下文
ReturnType execute(Parameter parameter)
{
return operator()(parameter);
};
private:
Class* class_instance;
Method method;
};
模板的使用
模板（template）的使用非常方便，模板本身可被實(shí)例化為一個(gè)對(duì)象指針（object pointer）或者一個(gè)簡(jiǎn)單的類(lèi)（class）。當(dāng)作為對(duì)象指針使用時(shí)，C++有另外一個(gè)令人痛苦的限制：operator() 不可以在指針未被解引用的情況下調(diào)用，對(duì)于這個(gè)限制，一個(gè)簡(jiǎn)便的但卻不怎么優(yōu)雅的解決方法在一個(gè)模板內(nèi)部增加一個(gè)execute方法（method），由這個(gè)方法從模板內(nèi)部來(lái)調(diào)用operator()。除了這一點(diǎn)不爽之外，實(shí)例化SinglarCallBack為一個(gè)對(duì)象指針將可以使你擁有一個(gè)由回調(diào)組成的vector，或者任何其他類(lèi)型的集合，這在事件驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)中是非常需要的。
假設(shè)以下兩個(gè)類(lèi)已經(jīng)存在，而且我們想讓methodB作為我們的回調(diào)方法，從代碼中我們可以看到當(dāng)傳遞一個(gè)class A類(lèi)的參數(shù)并調(diào)用methodB時(shí)，methodB會(huì)調(diào)用A類(lèi)的output方法，如果你能在stdout上看到"I am class A :D"，就說(shuō)明回調(diào)成功了。
class A
{
public:
void output()
{
std::cout << "I am class A :D" << std::endl;
};
};
class B
{
public:
bool methodB(A a)
{
a.output();
return true;
}
};
有兩種方法可以從一個(gè)對(duì)象指針上調(diào)用一個(gè)回調(diào)方法，較原始的方法是解引用（dereference）一個(gè)對(duì)象指針并運(yùn)行回調(diào)方法（即：operator()），第二個(gè)選擇是運(yùn)行execute方法。
//第一種方法：
A a;
B b;
SingularCallBack< B,bool,A >* cb;
cb = new SingularCallBack< B,bool,A >(&b,&B::methodB);
if((*cb)(a))
{
std::cout << "CallBack Fired Successfully!" << std::endl;
}
else
{
std::cout << "CallBack Fired Unsuccessfully!" << std::endl;
}
//第二種方法：
A a;
B b;
SingularCallBack< B,bool,A >* cb;
cb = new SingularCallBack< B,bool,A >(&b,&B::methodB);
if(cb->execute(a))
{
std::cout << "CallBack Fired Successfully!" << std::endl;
}
else
{
std::cout << "CallBack Fired Unsuccessfully!" << std::endl;
}
下面的代碼示范了怎樣將一個(gè)模板實(shí)例化成一個(gè)普通的對(duì)象并使用之。
A a;
B b;
SingularCallBack< B,bool,A >cb(&b,&B::methodB);
{
std::cout << "CallBack Fired Successfully!" << std::endl;
}
else
{
std::cout << "CallBack Fired Unsuccessfully!" << std::endl;
}
更復(fù)雜的例子，一個(gè)回調(diào)模板可以像下面這樣使用：
class AClass
{
public:
AClass(unsigned int _id): id(_id){};
~AClass(){};
bool AMethod(std::string str)
{
std::cout << "AClass[" << id << "]: " << str << std::endl;
return true;
};
private:
unsigned int id;
};
typedef SingularCallBack < AClass, bool, std::string > ACallBack;
int main()
{
std::vector < ACallBack > callback_list;
AClass a1(1);
AClass a2(2);
AClass a3(3);
callback_list.push_back(ACallBack(&a1, &AClass::AMethod));
callback_list.push_back(ACallBack(&a2, &AClass::AMethod));
callback_list.push_back(ACallBack(&a3, &AClass::AMethod));
for (unsigned int i = 0; i < callback_list.size(); i++)
{
callback_list[i]("abc");
}
for (unsigned int i = 0; i < callback_list.size(); i++)
{
callback_list[i].execute("abc");
}
return true;
}
下面這個(gè)例子比上面的又復(fù)雜一些，你可以混合從同一個(gè)公共基類(lèi)（base class）上繼承下來(lái)的不同的類(lèi)到一個(gè)容器中，于是你就可以調(diào)用位于繼承樹(shù)的最底層的類(lèi)的方法（most derived method）。（譯者注，C++的多態(tài)機(jī)制）
class BaseClass
{
public:
virtual ~BaseClass(){};
virtual bool DerivedMethod(std::string str){ return true; };
};
class AClass : public BaseClass
{
public:
AClass(unsigned int _id): id(_id){};
~AClass(){};
bool AMethod(std::string str)
{
std::cout << "AClass[" << id << "]: " << str << std::endl;
return true;
};
bool DerivedMethod(std::string str)
{
std::cout << "Derived Method AClass[" << id << "]: " << str << std::endl;
return true;
};
private:
unsigned int id;
};
class BClass : public BaseClass
{
public:
BClass(unsigned int _id): id(_id){};
~BClass(){};
bool BMethod(std::string str)
{
std::cout << "BClass[" << id << "]: " << str << std::endl;
return true;
};
bool DerivedMethod(std::string str)
{
std::cout << "Derived Method BClass[" << id << "]: " << str << std::endl;
return true;
};
private:
unsigned int id;
};
typedef SingularCallBack < BaseClass, bool, std::string > BaseCallBack;
int main()
{
std::vector < BaseCallBack > callback_list;
AClass a(1);
BClass b(2);
callback_list.push_back(BaseCallBack(&a, &BaseClass::DerivedMethod));
callback_list.push_back(BaseCallBack(&b, &BaseClass::DerivedMethod));
for (unsigned int i = 0; i < callback_list.size(); i++)
{
callback_list[i]("abc");
}
for (unsigned int i = 0; i < callback_list.size(); i++)
{
callback_list[i].execute("abc");
}
return true;
}
為簡(jiǎn)捷起見(jiàn)，與實(shí)例的驗(yàn)證（instance validation）相關(guān)的必要代碼沒(méi)有被包含進(jìn)來(lái)，在實(shí)際的程序設(shè)計(jì)中，類(lèi)實(shí)例的傳遞應(yīng)該基于這樣的結(jié)構(gòu)：使用類(lèi)似智能指針（smart pointer）的包裝類(lèi)。STL（標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)）提供了兩個(gè)極好的選擇：aotu_ptr以及它的后繼：shared_ptr。Andrei Alexandrescu所著的《Modern C++ Design》一書(shū)也提供了一個(gè)面向策略設(shè)計(jì)（policy design oriented）的智能指針類(lèi)。這三種方案中各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，最終由用戶自己來(lái)決定究竟那一種最適合他們的需要。