迭代向量和调用函数

Question

我有一个类，它具有另一个类对象的向量作为成员。在这个类的许多函数中，我必须对向量中的所有对象执行相同的操作：

class Small
{
  public:
    void foo(); 
    void bar(int x);
    // and many more functions
};

class Big
{
  public:
    void foo()
    {
        for (size_t i = 0; i <  VectorOfSmalls.size(); i++)
            VectorOfSmalls[i]->foo();
    }
    void bar(int x)
    {
        for (size_t i = 0; i <  VectorOfSmalls.size(); i++)
            VectorOfSmalls[i]->bar(x);
    }
    // and many more functions
  private:
    vector<Small*> VectorOfSmalls;
};

我想简化代码，并找到一种方法，不要在每个函数中重复其他向量。

我考虑过创建一个函数，它接收指向函数的指针，并在向量的每个成员上调用指向的函数。但我不确定在 C++ 中使用指向函数的指针是个好主意。

我也一直在考虑函子和functionoids，但这会迫使我为每个函数创建一个类，这听起来有点矫枉过正。

另一种可能的解决方案是创建一个接收字符串的函数，并根据字符串调用命令：

void Big::call_command(const string & command)
{
    for (size_t i = 0; i <  VectorOfSmalls.size(); i++)
    {
       if (command == "foo")
           VectorOfSmalls[i]->foo();
       else if (command == "bar")
           VectorOfSmalls[i]->bar();
    }
}
void Big::foo()
{
    call_command("foo");
}

但它可能运行缓慢（不需要创建字符串而不仅仅是函数调用），并且如果函数具有不同的签名也会产生问题。

那么你会推荐什么？我应该让一切都和现在一样吗？

编辑：我只能使用 STL 而不能使用 boost（旧编译器）。

Answer 1

如果您使用的是 std 库，您应该看看 for_each。

您提到在 C++ 中使用函数指针可能不是一个好主意，但是 -- 让您担心的是速度 -- 您必须先看看这是否是您所在的性能瓶颈区域，然后再担心。

Answer 2

你可以重写 for 循环以使用迭代器和更多的 STL，如下所示：

void foo() {
    std::for_each(VectorOfSmalls.begin(), VectorOfSmalls.end(), std::mem_fun(&Small::foo));
}

void bar() {
    std::for_each(VectorOfSmalls.begin(), VectorOfSmalls.end(), std::mem_fun(&Small::bar));
}

除此之外，您还可以使用一些宏来避免重复输入很多内容，但我不喜欢这样做。就个人而言，我喜欢多个函数，而不是接受命令字符串的单个函数。因为它为您提供了更多决策方式。

如果您确实使用带有参数的单个函数来决定要执行的操作，我会使用这样的枚举和开关，它会比字符串和级联 if 更有效。此外，在您的示例中，您有 if 来决定在循环内执行哪个操作。在循环外检查并拥有循环的冗余副本会更有效，因为每次调用只需要决定一次“哪个命令”。 （注意：如果命令在编译时已知，则可以将命令设为模板参数，听起来确实如此）。

class Big {
public:
    enum Command {
        DO_FOO,
        DO_BAR
    };

void doit(Command cmd) {
    switch(cmd) {
    case DO_FOO:
        std::for_each(VectorOfSmalls.begin(), VectorOfSmalls.end(), std::mem_fun(&Small::foo));
        break;
    case DO_BAR:
        std::for_each(VectorOfSmalls.begin(), VectorOfSmalls.end(), std::mem_fun(&Small::bar));
        break;
    }
};

另外，正如您所提到的，替换 &Small::whatever 是相当简单的，它是一个成员函数指针并将其作为参数传递。您甚至可以将其设为模板。

class Big {
public:
    template<void (Small::*fn)()>
    void doit() {
        std::for_each(VectorOfSmalls.begin(), VectorOfSmalls.end(), std::mem_fun(fn));
    }
};

那么你可以这样做：

Big b;
b.doit<&Small::foo>();
b.doit<&Small::bar>();

this 和常规参数方法的好处在于，如果您将 small 更改为具有更多例程，则无需更改 Big！我认为这是首选方法。

如果您希望能够处理单个参数，您还需要添加一个 bind2nd，这是一个完整的示例：

#include <algorithm>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <vector>

class Small {
public:
    void foo() { std::cout << "foo" << std::endl; }
    void bar(int x) { std::cout << "bar" << std::endl; }
};


class Big {
public:
    template<void (Small::*fn)()>
    void doit() {
        std::for_each(VectorOfSmalls.begin(), VectorOfSmalls.end(), std::mem_fun(fn));
    }

    template<class T, void (Small::*fn)(T)>
    void doit(T x) {
        std::for_each(VectorOfSmalls.begin(), VectorOfSmalls.end(), std::bind2nd(std::mem_fun(fn), x));
    }
public:
    std::vector<Small *> VectorOfSmalls;
};

int main() {
    Big b;
    b.VectorOfSmalls.push_back(new Small);
    b.VectorOfSmalls.push_back(new Small);

    b.doit<&Small::foo>();
    b.doit<int, &Small::bar>(5);
}

Answer 3

试试boost::function 和boost::bind：

void Big::call_command(const boost::function<void (Small*)>& f)
{
    for (size_t i = 0; i <  VectorOfSmalls.size(); i++)
    {
        f(VectorOfSmalls[i]);
    }
}

int main()
{
    Big b;
    b.call_command(boost::bind(&Small::foo, _1));
    b.call_command(boost::bind(&Small::bar, _1, 5));
}