在C++11中实现监听者模式
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
- 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 ...
- 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 ...
- 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 ...
- 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"?> < ...
- 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 ...
- 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 ...
- 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 ...
- 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 ...
- 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
- jQuery之基本选择器
1. 是什么? - 有特定格式的字符串2. 作用 - 用来查找特定页面元素3. 基本选择器 - #id : id选择器 - element : 元素选择器 - .class : 属性选择器 - * : ...
- 树莓派两用优盘制作(FAT32存储+EXT树莓派系统)
版权声明:若无来源注明,Techie亮博客文章均为原创. 转载请以链接形式标明本文标题和地址: 本文标题:树莓派两用优盘制作(FAT32存储+EXT树莓派系统) 本文地址:http://tec ...
- java catch 捕获异常后会产生一个实例对象 该对象能使用父类的方法
- 【JavaScript&jQuery】轮展图
用bootstrap实现轮展图和用Jquery自定义轮展图两种 1.使用bootstrap插件 效果图: 用一个超简单的方法,那就是用bootstrap的插件,什么?不懂bootstrap?没关系 ...
- [HNOI/AHOI2018]排列 贪心
题面 题解: 把题面的限制换成中文: 如果排在第k位的下标 = 排在第j位的值 ,那么k < j 换一个描述方式: 一个值为x的数要排在第x个数后面. 再换一个描述方式: \(fa[i] = a ...
- Unity3D for VR 学习(2): 暴风魔镜框架探索
学习一个新技术,有三个法宝: 法宝1: 掌握厂家提供的用户API手册 法宝2: 掌握厂家提供的demo样例 法宝3:<每个研发人员都应树立的一个demo模式> 故,学习魔镜4技术,亦如是也 ...
- apue.3e 的安装 (基于ubuntu12.0.4)
本菜刚刚学习UNIX下高级编程,无奈搭建本书编程环境时遇到不少问题.幸好网上有各种大神的解决办法让我最终解决了问题.在这里感谢为LINUX开源操作系统奋斗的大神. 不过话说回来,网上大都是针对UNIX ...
- 【bzoj4872】【shoi2017】分手即是祝愿
4872: [Shoi2017]分手是祝愿 Time Limit: 20 Sec Memory Limit: 512 MBSubmit: 746 Solved: 513[Submit][Statu ...
- 最近公共祖先(LCA)(题目)
Time Limit: 2000 ms Memory Limit: 256 MB Description Input Output Sample Input 15 5 1 2 3 4 5 6 7 8 ...
- 框架----Django之Form提交验证(二)
一.Form提交验证之(学生表.老师表.班级表)的添加和编辑实现案例 1. 浏览器访问 http://127.0.0.1:8000/student_list/ http://127.0.0.1:800 ...