C++ 在一种特定情况下替代 void*答案

【问题标题】：C++ Alternative to void* in one particular caseC++ 在一种特定情况下替代 void*
【发布时间】：2017-06-09 21:32:53
【问题描述】：

我正在考虑 C 中 void* 的一个用例，我试图以最惯用的方式将该代码翻译成 C++，而不会降低效率。这是问题所在，以下是解决方法

void callback(void* args) {
    Something* something = static_cast<Something*>(args);
    // use something
}

Something something;
add_callback(callback, &something);

这里，只要参数 something 发生某些事件，就会调用回调。在 C++ 中进行此操作的惯用方式（如果您认为不正确，请帮助我找到更好的解决方案）类似于关注

Something something;
add_callback([=something]() { 
    // do something
});

然后add_callback() 将在内部擦除 lambda 的类型并将其存储在 std::function<> 中，以便在时机成熟时回调。与旧版本相比，这样做的好处是回调更好地封装了它的状态。

但是我看到的问题是，每次调用回调时，这都会导致虚函数调度的不必要开销。（假设即使没有可证明的开销，只是因为我很好奇它是开销），我能想到的唯一解决方案是在这里使用std::any（但这需要对象是可复制构造的）并且要么使使用std::any 作为成员变量的回调统一签名，或者只是将std::any 传递给函数（存储为函数指针）并放弃对回调状态的封装。但有件事告诉我有更好的解决方案......

【问题讨论】：

我不明白，如果callback 指向的东西总是是Something，为什么还要使用void*？为什么不直接使用Something*？
@Brian 提供add_callback() 的库不知道，例如libevent 中的event_new()
或标准库中的示例，qsort 和 bsearch。
TBH，在几乎任何涉及异步回调的情况下，虚拟调度的成本与其他一切的成本相比都可以忽略不计。
@Curious：这是一个从将自己定义为一个角落开始的问题。没有值类型，因为这需要复制。没有间接调度，因为那“需要”虚函数。等等。也不清楚您想要修复 C 方法的哪些缺陷：无法提供任意可调用对象（函子等），检查 void* 参数是否实际上是它被强制转换为的类型，或别的什么。

标签： c++ c++11 callback c++17 type-erasure

【解决方案1】：

您可以使用函数模板来简化 C++ 中完整类型的使用，但无法避免 static_cast。

例子：

struct CallbackHandler
{
   void doSomething() {}
}

template <typename T>
void cpp_callback(T* args)
{
   // Use args with full access to T.
   args->doSomething();
}

template <typename T>
void callback(void* args)
{
   cpp_callback(static_cast<T*>(args));
}

int main()
{
   add_callback(callback<CallbackHandler>, new CallbackHandler);
}

【讨论】：

【解决方案2】：

我认为你不能同时获得类型擦除、类型安全和零开销。

我想出的最好的是这样的：

typedef void (*func_t)(void *p);

template<typename T, void (T::*F)()>
struct CB_helper
{
    static void func(void *p)
    {
        T *t = static_cast<T*>(p);
        (t->*F)();
    }
};

template<typename T, void (T::*F)()>
func_t CB()
{
    return CB_helper<T, F>::func;
}

然后你可以使用它：

struct Something
{
    void do();
};
Something some;
add_callback(CB<Something, &Something::do>(), &some);

缺点是您需要为您要使用的每种回调类型创建一个新的CB。您可以进行一些智能元编程，使每个参数数量只有一个版本。

【讨论】：