异常安全蹦床的设计模式

Question

这个问题来自here。但是，上一个问题的措辞非常糟糕（实际上是错误的），建议我从头开始再问一次。

我有一个 C 函数指针表。

一些 C 代码（我们称之为 lib-X）有一个基本的构建块（我们称之为 X 对象）。每个 X 对象都可以调用此表上的函数。

这些表函数通常具有不同的签名（请参阅 typedefs here），尽管多个函数可以共享相同的签名。表中大约有 100 个这样的函数。

在 C++ 中，每个 X 对象都有一个关联的 Final:Base 类。

我想将这些调用转发到 X 对象的相应 C++ Final 实例，但我想将其包含在 try/catch 中，因为 C++ 使用者可能会提供一个有缺陷的 Final。

所以我有一个 C++ 基类，它对表中的每个条目都有一个虚函数。

然后我有一个派生自基类的 C++ Final 类（可能很多；Final1 Final2 Final3 等）。

所以现在我只需要编写一个处理程序

1. 获取第一个“self”参数（始终是指向调用函数的 X 对象的指针）

2. 检索关联的 C++ 基类实例。

3. 在try catch块中，调用对应的虚函数，将剩余的参数全部转发过去，

4. ...实际上会调用 Final 中的覆盖。

这有点像试图理解《盗梦空间》的情节。 lib-X 实际上是 Python 运行时，尽管我试图保持一般性。

问题是这样的函数有几十个，这会导致一些非常混乱且无法维护的 C++ 代码——如果我必须为每个函数手动编写一个蹦床函数，看起来像：

extern "C" PyObject *call_handler( PyObject *self, PyObject *args, PyObject *kw )
{
    try
    {
        PythonExtensionBase *p = getPythonExtensionBase( self );
        if( kw != NULL )
            return new_reference_to( p->call( Object(args), :Object(kw) ) );
        else
            return new_reference_to( p->call( Object(args), Object() ) );
    }
    catch( Py::Exception & )
    {
        return NULL; // indicate error
    }
}

（来源here）

我正在尝试提出一种紧凑的设计，以允许这种异常安全的蹦床。

我目前的进度是[已删除，请参阅下面的答案]

Answer 1

这样的？

template<typename RET, class ...Args> // <-- one trap for each f in Base that gets enabled!
RET trap( RET (Base::*f)(Args...), void* self, Args&&...args )
{
    try {
        auto base = reinterpret_cast<Base*>(self);
        return (base->*f)(std::forward<Args>(args)...);
    }
    catch (...) {
        return (RET)0;
    }
}

Answer 2

感谢Piotr's answer to my previous question，我得到了它的工作，我从中提取了核心机制（所以请为他的回答投票）。

科利鲁here

#include <iostream>
#include <typeinfo>

class Base {
public:
    virtual int   func_1( int a )        { std::cout << "Base::func_1" << std::endl; return a; }
    virtual float func_2( int a, int b ) { std::cout << "Base::func_2" << std::endl; return a+b; }
    virtual float func_3( char a )       { std::cout << "Base::func_3" << std::endl; return (float)a; }
};

class Final : public Base {
public:
    int   func_1( int a )           override { std::cout << "Final::func_1" << std::endl; return a+1000; }
  //float func_2( int a, int b )    override { std::cout << "Final::func_2" << std::endl; return a*b; }
    float func_3( char a )          override { std::cout << "Final::func_3" << std::endl; throw 666; }
};

Base* get_base(void* s) {
    return reinterpret_cast<Base*>(s);
}

template <typename T, T t>
struct trap;

template <typename R, typename... Args, R(Base::*t)(Args...)>
struct trap<R(Base::*)(Args...), t>
{    
    static R 
    call(void* s, Args... args)
    {
        std::cout << "trap:" << typeid(t).name() << std::endl;
        try
        {
            return (get_base(s)->*t)(std::forward<Args>(args)...);
        }
        catch (...)
        {
            std::cout << "CAUGHT" << std::endl;
            return std::is_integral<R>::value ? static_cast<R>(-42) : static_cast<R>(-3.14); 
        }
    }
};


#define TRAP(f)  & trap<decltype(&f), &f>::call

class Trampoline 
{
    using F1 = auto ( void* self, int a )         -> int;
    using F2 = auto ( void* self, int a, int b )  -> float;
    using F3 = auto ( void* self, char a )        -> float;

    struct Table {
        F1* fp_1;
        F2* fp_2;
        F3* fp_3;
    };
public:
    Table* table = new Table();

    void enable_f1() { table->fp_1 = TRAP( Base::func_1 ); }
    void enable_f2() { table->fp_2 = TRAP( Base::func_2 ); }
    void enable_f3() { table->fp_3 = TRAP( Base::func_3 ); }
};

int main()
{
    Trampoline trampoline{};

    trampoline.enable_f1();
    trampoline.enable_f2(); 
    trampoline.enable_f3(); 

    Final final{};

    void* base_as_pvoid = (void*)static_cast<Base*>(&final);

    // test
    int u    = trampoline.table->fp_1( base_as_pvoid, 2 );     std::cout << u << std::endl; // expect: 1002   (enabled and Final provides override)
    float v  = trampoline.table->fp_2( base_as_pvoid, 3, 5 );  std::cout << v << std::endl; // expect: 8      (enabled but no override)
    float w  = trampoline.table->fp_3( base_as_pvoid, 'x' );   std::cout << w << std::endl; // expect: -3.14  (enabled and Final provides override, which throws!)
}