C++：调用从文本文件解析参数列表的函数的方法答案

【问题标题】：C++: Method of calling functions whose parameter list was parsed from a text fileC++：调用从文本文件解析参数列表的函数的方法
【发布时间】：2011-07-22 04:52:36
【问题描述】：

我希望允许从有点像脚本的文本文件中调用我的程序中的函数。

我希望能够使用此“脚本管理器”注册任何功能，而无需强制它符合某些特定签名。因此能够从脚本调用：MyFunc(bool, string) 或 MyFunc2(int, float, char)。在解析方面，我可以将这些参数放入参数列表中，但问题是如何将这些参数传递给函数？

我不能像 MyFunc(paramlist[0], paramlist[1]) 那样称呼它，因为这会强制执行特定的签名。我也不希望被调用的函数需要了解“脚本管理器”，因此它们不需要能够处理参数列表。

如何在不为前者（被调用的函数）编写一些包装器的情况下解耦这两个组件（被调用的函数和“脚本管理器”）？

【问题讨论】：

解决方案将是关于如何发明一个动态类型系统。我建议研究一种可以与 C++ 挂钩的动态语言，这样所有的脏活都已经完成了。我个人推荐 Lua，有或没有 Luabind，但还有其他可能性。
除非您真的需要一种自定义脚本语言，否则最好使用现有的。例如，查看 Python 和 Python C-API 或 Boost.Python。了解各种脚本语言（如 Python 和 Lua）的优缺点，并确定哪一种最适合您的需求。

标签： c++ callback parameter-passing boost-bind

【解决方案1】：

当然你可以自己做这样的事情，但我认为最好只使用 Lua (http://lua.org)。 Lua 与 c/c++ 程序有很好的集成，并且有很多全面的文档和教程可供使用；例如，看看这个：http://csl.sublevel3.org/lua/（注意“从 Lua 调用 C 函数”部分，这是你想要的）。

【讨论】：

【解决方案2】：

和其他人一样，如果可以避免，我建议您不要重新发明轮子。也就是说，如果可以，请使用现有框架。但我将稍微扩展一下可能的解决方案。

C++ 没有反射，这意味着您不能在运行时接受函数指针、检查它并解释参数是什么。但是你可以在编译时这样做。解决方案并不简单，但可以通过类型擦除来完成。为了简化问题，我假设所有函数都返回void，这样就足够复杂了。

在一种潜在的解决方案中，调度程序结构可能看起来像（忽略错误）：

while (true) {
   std::string func = read_function_name();
   std::vector<parameter_t> params = read_parameters();
   functions[ func ]( params );
}

现在填空：read_function_name 是一个简单的函数，它返回要调用的函数的名称。不是功能，只是名称。 read_parameters 是一个函数，它处理输入文件并构建一系列要传递给函数的参数。 functions 是一个关联容器，它将函数名称映射到我们的一个函数。参数是实际参数类型的某种类型擦除，因此我们可以在单个容器中对它们进行通用管理。我们的函数是实现operator() 的类的实例，该operator() 接受一个参数序列并对要调用的确切函数执行类型擦除。那很简单！至少如果你忽略细节的话。

参数的实现并不太复杂，您可以使用boost::any 并希望获得最好的结果，或者您可以使用更多信息实现自己的类型擦除，以便您可以执行更好的错误检测或隐式转换或...你的名字。

function_t 类型的实现有点复杂。我们需要在可调用的实际元素上执行类型擦除，std::function<> 适合这里的问题。但是我们不能使用它，因为这会给我们留下最小的函数接口：operator()你知道参数，而我们拥有的是operator()谁知道参数?

这是完成大部分工作的地方，如果您需要手动擦除类型。这可以通过提供virtual operator()( std::vector<parameter_t> [const] & ) [const] 的基本抽象类function_base 来实现（玩const-ness 或暂时忘记它以简化问题）。 function_t 将只保存指向该基类型的指针，并执行调用。到这里还是很简单的。

为函数实现类型擦除...现在下一个问题是如何实现来自function_base 的每个具体派生类型，而且事情变得有点棘手（我们同意其余的很简单，但没有我们？）您需要在function_t 中提供一个构造函数模板，它将采用any 函数，实例化从function_base 派生的模板类型并将指针存储在function_t 中。

再次为避免复杂性，假设您可以使用单个参数。剩下的只是更多的代码......function_impl<> 的实现只需要存储原始函数指针，并记住参数的类型和数量（在本例中为 1）。 operator() 的实现会迭代参数向量，并且对于每个参数，它都会取消擦除类型（转换回原始类型）并调用函数。这段代码在模板中几乎必须是手动的，但它可以被相同数量的所有函数重用。

为了让事情变得更简单，您可以使用函数特征库，它能够从您收到的函数中提取参数的类型和数量。

那么用户代码还剩下什么？这很简单，在这种情况下，我是认真的。你的接口应该提供function_t，它可以由any函数指针构造（只要它符合你在那里实现的要求），以及一个注册任何这样的function_t的函数通过提供名称在您的系统中：

// user code: registration of a new function
void print_single_int( int );
lib::function_t f( &print_single_int );
lib::register( "print_single_int", f );

必须为要添加到系统的每个功能键入这两行。当然，您可能会认为解决方案的复杂性 不能弥补问题并进行手动实现，如果用户代码只是创建手动编码的function_base 推导，手动处理参数向量并调用该函数...如果您想在脚本语言中实现的操作很少，则可能不值得付出额外的努力使其具有通用性。

【讨论】：