参考文章:https://coderwall.com/p/u4w9ra/implementing-signals-in-c-11

最近在完成C++大作业时,碰到了监听者模式的需求。

尽管C++下也可以通过声明IObserver这样的接口,做继承,然后实现类似Java中的监听者模式。

但是这种方法并不是最适合C++的。通过利用C++11中的函数对象和RAII,我们可以实现一个更符合C++国情的监听者模式。

代码如下:


/* Signal class for implementing event. */
template <typename... TFuncArgs>
class Signal {
public:
using Callback = std::function<void(TFuncArgs...)>; /* Connection class.
Disconnect() will be called automatically once it's out of scope.
*/
class SignalConnection {
private:
friend class Signal;
/* We only allow class Signal to create a connection. */
SignalConnection(Signal& signal, int id) noexcept:id(id), signal(signal) {}
public:
/* A copy constructor of "connection" is really confusing. just delete it. */
SignalConnection(const SignalConnection& copy) = delete;
/* without a copy constructor, we can't return SignalConnection, unless we provide a move constructor. */
SignalConnection(SignalConnection&& toMove) noexcept : id(toMove.id), signal(toMove.signal),disconnected(toMove.disconnected) {}
~SignalConnection() {
Disconnect();
}
int id;
Signal& signal;
bool disconnected = false;
void Disconnect() {
if (disconnected)
return;
disconnected = true;
signal.Disconnect(*this);
}
}; /* <b>Register to the Signal.</b>
Returns a connection object.
the connection object will automatically disconnect once it's out of scope.*/
SignalConnection Connect(Callback callback) {
callbacks.push_back(std::pair<int, Callback>(idRoller++, callback));
return SignalConnection(*this, idRoller - 1);
} void Invoke(TFuncArgs... args) {
for (auto& con : callbacks) {
(con.second)(args...);
}
} void operator()(TFuncArgs... args) {
Invoke(args...);
} private:
/* ID Counter.
We look for the connection's corresponding callback using id, since the operator== of std::function doesn't work as imagine.
*/
int idRoller = 0;
std::list<std::pair<int, Callback>> callbacks; void Disconnect(SignalConnection& t) {
callbacks.erase(std::remove_if(callbacks.begin(), callbacks.end(), [&](auto& pCallback) {
return pCallback.first == t.id;
}), callbacks.end());
}
};

一共两个类,Signal类表示事件,SignalConnection是由Signal返回给监听者的一个句柄,用于取消监听。

SignalConnection在析构函数中会自动调用进行取消监听,这样监听者不用担心内存泄露的问题。

Signal中保存的回调是pair<int,Callback>的结构。因为std::function对象不能用==直接进行比较,因此我们需要对每个监听者分配一个独一无二的id,在取消监听时,通过比较这个id,来确定删除哪个监听者。

为了避免歧义,我们将SignalConnection类的复制构造函数设置为delete,但是允许move构造,不然Signal也无法在函数里返回一个SignalConnection了。

使用方法:

void TestFunc1(int t) {
cout << "Func1" << endl;
}
void TestFunc2(int t,string someArg) {
cout << "Func2" << endl;
} int main(){
using TestDelegate = Signal<int>;
TestDelegate testEvent;
TestDelegate::SignalConnection testCon1 = testEvent.Connect(&TestFunc1);
TestDelegate::SignalConnection testCon2 = testEvent.Connect(std::bind(TestFunc2 ,std::placeholders::_1, "arg")); //用bind去绑定参数
auto testCon3 = testEvent.Connect(&TestFunc1); //用auto简化声明
testEvent(1);
...

可以看到使用起来非常简洁自然。

上面这个实现有一定的缺陷,就是当Signal被析构后,没办法通知SignalConnection去Disconnect。在这之后此时SignalConnection被析构的话,调用signal.Disconnect()会导致引用错误。

最先想到的改进方法是让SignalConnection在Disconnect之前检查Signal还在不在。

但是既然都已经析构了,我们是没有办法去检查的。除非我们让Signal在最开始构造的时候,必须在堆上构造,然后用shared_ptr保存。让SignalConnection保存一个weak_ptr去检查Signal是否被析构。实际情况下这种实现多少有点不美观。

第二种方法,就是尝试在Signal析构时,将连接到它的SignalConnection全部Disconnect。

这种方法,我们需要在Signal中保存SignalConnection的指针。在Connect时,我们不再返回SignalConnection的对象,而是SignalConnection的shared_ptr,同时保存一个对应的weak_ptr。这种方法相对来说要简洁一点,只是将Connect的返回类型改为了shared_ptr,其他特性都得到了保留。

	/* Signal class for implementing event. */
template <typename... TFuncArgs>
class Signal {
public:
using Callback = std::function<void(TFuncArgs...)>; /* Connection class.
Disconnect() will be called automatically once it's out of scope.
*/
class SignalConnection {
private:
friend class Signal;
/* We only allow class Signal to create a connection. */
SignalConnection(Signal& signal) noexcept: signal(signal) {}
public:
/* A copy constructor of "connection" is really confusing. just delete it. */
SignalConnection(const SignalConnection& copy) = delete;
/* without a copy constructor, we can't return SignalConnection, unless we provide a move constructor. */
SignalConnection(SignalConnection&& toMove) noexcept : id(toMove.id), signal(toMove.signal),disconnected(toMove.disconnected) {}
~SignalConnection() {
Disconnect();
}
Signal& signal;
bool disconnected = false;
void Disconnect() {
if (disconnected)
return;
disconnected = true;
signal.Disconnect(this);
}
};
using SPConnection = std::shared_ptr<SignalConnection>; /* Register to the Signal.
Returns a connection object.
the connection object will automatically disconnect once it's out of scope.*/
SPConnection Connect(Callback callback) {
auto t = std::shared_ptr<SignalConnection>(new SignalConnection(*this));
callbacks.push_back(std::pair<std::weak_ptr<SignalConnection>, Callback>(t, callback));
return t;
} void Invoke(TFuncArgs... args) {
for (auto& con : callbacks) {
(con.second)(args...);
}
} void operator()(TFuncArgs... args) {
Invoke(args...);
} ~Signal() {
for (auto& t : callbacks) {
if (auto sp = t.first.lock()) { //translate to shared_ptr
sp->disconnected = true;
}
}
} private:
std::list<std::pair<std::weak_ptr<SignalConnection>, Callback>> callbacks; void Disconnect(SignalConnection* t) {
callbacks.erase(std::remove_if(callbacks.begin(), callbacks.end(), [&](auto& pCallback) {
auto ptr = pCallback.first.lock();
return !ptr || ptr.get() == t;
}), callbacks.end());
}
};

最后一个办法,我们不用修改任何函数签名就可以解决这个问题。

解决这个问题的关键是让SignalConnection得知Signal是否被析构。所以我们要在不受析构影响的堆内存中找一个地方存放这个信息,让Signal被析构的时候在这个地方表示自己已经被析构。然后在构造SignalConnection时,将这个内存地址一同传入SignalConnection。SignalConnection去检查这个内存就能知道Signal是否被析构了。为了防止内存泄露,最后一个检查的SignalConnection还需要把这块内存回收。

这其实就类似于引用计数了,而我们可以用智能指针去模拟这些行为,而不用自己真的去管理内存。代码如下。

	/* Signal class for implementing event. */
template <typename... TFuncArgs>
class Signal {
public:
using Callback = std::function<void(TFuncArgs...)>;
std::shared_ptr<int> survivePtr;
Signal() : survivePtr(make_shared<int>(0)) {
}
/* Connection class.
Disconnect() will be called automatically once it's out of scope.
*/
class SignalConnection {
private:
friend class Signal;
/* We only allow class Signal to create a connection. */
SignalConnection(Signal& signal, int id, std::shared_ptr<int> survivePtr) noexcept:id(id), signal(signal), signalSurvivePtr(survivePtr){}
public:
/* A copy constructor of "connection" is really confusing. just delete it. */
SignalConnection(const SignalConnection& copy) = delete;
/* without a copy constructor, we can't return SignalConnection, unless we provide a move constructor. */
SignalConnection(SignalConnection&& toMove) noexcept : id(toMove.id), signal(toMove.signal), disconnected(toMove.disconnected), signalSurvivePtr(toMove.signalSurvivePtr) {}
~SignalConnection() {
Disconnect();
}
int id;
Signal& signal;
bool disconnected = false;
std::weak_ptr<int> signalSurvivePtr;
void Disconnect() {
if (disconnected || signalSurvivePtr.expired())
return;
disconnected = true;
signal.Disconnect(*this);
}
}; /* <b>Register to the Signal.</b>
Returns a connection object.
the connection object will automatically disconnect once it's out of scope.*/
SignalConnection Connect(Callback callback) {
callbacks.push_back(std::pair<int, Callback>(idRoller++, callback));
return SignalConnection(*this, idRoller - 1, survivePtr);
} void Invoke(TFuncArgs... args) {
for (auto& con : callbacks) {
(con.second)(args...);
}
} void operator()(TFuncArgs... args) {
Invoke(args...);
} private:
/* ID Counter.
We look for the connection's corresponding callback using id, since the operator== of std::function doesn't work as imagine.
*/
int idRoller = 0;
std::list<std::pair<int, Callback>> callbacks; void Disconnect(SignalConnection& t) {
callbacks.erase(std::remove_if(callbacks.begin(), callbacks.end(), [&](auto& pCallback) {
return pCallback.first == t.id;
}), callbacks.end());
}
};

Signal中我们保存一个shared_ptr,在SignalConnection中保存的是weak_ptr。这样当Signal被析构时,该内存空间的引用计数归零,此时SignalConnection可以通过自己的weak_ptr得知Signal是否被析构。

在C++11中实现监听者模式的更多相关文章

  1. Java Listener pattern 监听者模式

    Java Listener pattern 监听者模式 2016-5-12 监听者模式(观察者模式)能降低对象之间耦合程度.为两个相互依赖调用的类进行解耦. 便于进行模块化开发工作.不同模块的开发者可 ...

  2. IOS中的几中观察监听模式

    本文介绍Objective C中实现观察者模式(也被称为广播者/监听者.发布/注册或者通知)的五种方法以及每种方法的价值所在. 该文章将包括: 1 手动广播者和监听者(Broadcaster and ...

  3. iOS监听模式系列之IOS中的几中观察监听模式

    本文介绍Objective C中实现观察者模式(也被称为广播者/监听者.发布/注册或者通知)的五种方法以及每种方法的价值所在. 该文章将包括: 1 手动广播者和监听者(Broadcaster and ...

  4. Web应用中监听者的通知顺序按照DD中的定义顺序

    Web应用中监听者的通知顺序按照DD中的定义顺序: XML: <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> < ...

  5. Javaweb上下文监听者ServletContextListener

    一个监听类,不是一个servlet或JSP,它能监听ServletContext一生中的两个关键事件:初始化(创建)和撤销.这个类实现了javax.servlet.ServletContextList ...

  6. 在java.util中有EventListener接口:所有事件监听者都要实现这个接口。

    在java.util中有EventListener接口:所有事件监听者都要实现这个接口. java.util中有EventObject类:所有的事件都为其子类.   事件范例在\CoreJava\Gi ...

  7. Java监听模式

    说明 生活中,监听无处不在.比如说,手机播放音乐功能,也是一种监听:你不点击播放按钮,手机就不放歌,当你点击时,手机就播放音乐.即触发某种行为,便执行相应的动作. 组成 Java监听模式右三个部分组成 ...

  8. EntityFramework之监听者判断SQL性能指标

    前言 当我们利用EF这个ORM框架时,我们可能会利用LINQ或者原生的SQL语句来进行数据操作,此时我们无法确定我们的代码是否会给数据库带来一定的负载,当给数据库带来一定的压力时,由于项目中对数据进行 ...

  9. 从linux0.11中起动部分代码看汇编调用c语言函数

    上一篇分析了c语言的函数调用栈情况,知道了c语言的函数调用机制后,我们来看一下,linux0.11中起动部分的代码是如何从汇编跳入c语言函数的.在LINUX 0.11中的head.s文件中会看到如下一 ...

随机推荐

  1. PAT 甲级 1020 Tree Traversals

    https://pintia.cn/problem-sets/994805342720868352/problems/994805485033603072 Suppose that all the k ...

  2. 移植spdylay到libcurl

    Libcurl是第三方网络库,支持各种网络协议 SPDY是Google提出的用来替代HTTP1.1的网络协议, 目前google.com, facebook.com, twitter.com服务器端都 ...

  3. mysql中事务

    事务控制语言 什么叫做“事务”: 想象一个场景: 小明给小花 汇款 5000元 买 IPHONE,操作界面不用管,不管什么操作界面,最终都要落实到这样两条语句的执行: update  存款表  set ...

  4. Mysql的表名/字段名/字段值是否区分大小写

    1.MySQL默认情况下是否区分大小写,使用show Variables like '%table_names'查看lower_case_table_names的值,0代表区分,1代表不区分. 2.m ...

  5. 九度-题目1195:最长&最短文本

    http://ac.jobdu.com/problem.php?pid=1195 题目描述: 输入多行字符串,请按照原文本中的顺序输出其中最短和最长的字符串,如果最短和最长的字符串不止一个,请全部输出 ...

  6. 【前端学习笔记】call、apply、bind方法

    1.call()方法: // move函数实现移动平面图上一个点位置功能 var move = function(x,y){ this.x += x; this.y += y; } // 定一个点p ...

  7. 第123天:移动web开发中的常见问题

    一.函数库 underscoreJS _.template: <ol class="carousel-indicators"> <!--渲染的HTML字符串--& ...

  8. 【.Net】输出的字符靠右对齐

    先看下面的这组字符,如果输出来,它是无法靠右对齐: " }; foreach (string s in s1) { string s2 = s; Console.WriteLine(s2); ...

  9. Java开发Excel POI getPhysicalNumberOfCells 与 getLastCellNum的区别

    1.getPhysicalNumberOfCells 与 getLastCellNum的区别 用org.apache.poi的包做excel导入,无意间发明若是excel文件中有空列,空列后面的数据全 ...

  10. 【HLSDK系列】服务端 AddToFullPack 函数

    服务端会给客户端发送一些数据,其中两大种类数据是 clientdata_t 和 entity_state_t 这里我们说说 entity_state_t 这个结构体. 你在丢在地上的枪.C4等等是服务 ...