使用C++STL的map容器实现一种命令映射

因为最近在练习写一个ftp的服务器，其中的命令有很多种，每个命令对应一个执行函数，能够想到的最简单的实现方式便是使用if……else匹配命令和执行对应的函数，如下所示：

if(strcmp("one",cmd) == 0)
{
    ……
}
else if(……)
{
    ……
}

为了避免频繁地使用if……else……，一种方法是可以建立一个命令和函数指针的数组。大致可以如下实现：

//函数指针
typedef void (*CMD_HANDLER)(int arg);
//命令和函数指针的数组
typedef struct cmd
{
    const char *cmd;
    CMD_HANDLER cmd_handler;
} cmd_t;
//命令映射的实现
static cmd_t cmds[] = {
    // 命令       函数指针
    {"one", do_one  },
    {"two", do_two  },
    ……
    ……
};

然后遍历该数组，匹配命令然后执行函数

//遍历命令和函数指针的数组
for (i = 0; i < size; ++i)
{
    if (strcmp(cmds[i].cmd,要执行的命令) == 0)//命令匹配
    {
        if (cmds[i].cmd_handler != NULL)
         {//不为空则执行该函数
             cmds[i].cmd_handler(参数);
             break;
         }
    }
    ……
    ……
}

这种方法避免了频繁使用if……else……语句，但是每次查找命令时都需要遍历查找和匹配，似乎效率也不是很高。

为了提高效率，可以使用哈希表或者关联容器来实现，STL里面的map和hash_map效率都是比较高的，函数指针的方式或许可以用boost::functiond代替，不过我这里实现的还是基于函数指针的。

STL的map底层是用红黑树实现的，查找时间复杂度是log(n)；

STL的hash_map底层是用hash表存储的，查询时间复杂度是O(1)；

那么什么时候用map，什么时候用hash_map呢？

这个要看具体的应用，不一定常数级别的hash_map一定比log(n)级别的map要好，hash_map的hash函数以及解决地址冲突等都要耗时间，而且众所周知hash表是以空间换时间的，因而hash_map的内存消耗肯定要大，一般情况下，如果记录非常大，考虑hash_map，查找效率会高很多，如果要考虑内存消耗，则要谨慎使用hash_map。因为ftp的命令虽然多，但是也只是几十个而已，所以这里我是使用map实现。

首先定义一个类

class commandsfunc
{
public:
    typedef void (commandsfunc::*cmd_handler)(int arg);//函数指针，带有一个参数
    void do_func();
private:
    map<const char*,cmd_handler> commandmap;
    map<const char*,cmd_handler>::iterator it;
    void do_one(int arg);
    void do_two(int arg);
    void do_three(int arg);
};

typedef void (commandsfunc::*cmd_handler)(int arg);是函数指针，为什么是这样的呢？，因为我这里是要在commandsfunc类中调用commandsfunc类自己的回调函数。

do_func是在main函数中调用的，这里只是一个示例而已，在往map容器中装入几个值之后，查找one命令对应的函数。在实际的使用中，应该把命令和函数指针全部装载进map中，然后在map中查找由从别处发来的命令，执行相应的回调函数。

/**
 *do_func - 主要的执行函数
 */
void commandsfunc::do_func()
{
   commandmap["one"] = &commandsfunc::do_one;
   commandmap["two"] = &commandsfunc::do_two;
   commandmap["three"] = &commandsfunc::do_three;

    it = commandmap.find("one");//根据key查找value
    if(it != commandmap.end())
    {//存在和命令相对应的函数
        (this->*(it->second))(100);//执行该类自身的成员函数，it->second为函数地址，100为参数
    }
    else
    {
        cout<<"Unknow command."<<endl;
    }
}

commandmap[“one”] = &commandsfunc::do_one;这里map的key one 对应的value是一个函数的地址，因为是使用类的成员函数，需要使用commandsfunc::，如果不使用类中的成员函数，则函数指针的声明可以如下：

  typedef void (*cmd_handler)(int arg);

相应的，这里value的值可以这么赋值

commandmap["one"] = do_one;

map容器里面存放有内容后，使用函数find查找，这种查找的效率是相对较高的，查找到了之后使用下面的语句可以执行对应的函数

(this->*(it->second))(100);

it是map容器的一个迭代器，他的第二个成员it->second就是map的value的值，即是类中函数的地址，*(it->second)则表示类中的函数，由于是调用自身类的成员函数，再使用this指针，100是参数。貌似如果是使用类的成员函数指针都得这样用。如果这里没有使用map，而是单纯地使用对象成员函数的指针，则也是用::* 来定义指向类成员函数的指针->*来调用函数。

//函数指针
typedef void (commandsfunc::*cmd_handler)(int arg);
//定义一个函数指针，可作为参数
cmd_handler actOp;
//那么可以这么调用
(this->*actOp)(100);//调用指定的函数

整体的测试程序如下：

（这里只是查找一个试试而已）

/**
 *start from the very beginning,and to create greatness
 *@author: LinChuangwei
 *@E-mail：979951191@qq.com
 *@brief：用map实现命令映射的一个小测试
 */

#include <iostream>
#include <map>
#include <string.h>
using namespace std;

class commandsfunc
{
public:
    typedef void (commandsfunc::*cmd_handler)(int arg);//函数指针，带有一个参数
    void do_func();
private:
    map<const char*,cmd_handler> commandmap;
    map<const char*,cmd_handler>::iterator it;
    void do_one(int arg);
    void do_two(int arg);
    void do_three(int arg);
};
/**
 *do_func - 主要的执行函数
 */
void commandsfunc::do_func()
{
   commandmap["one"] = &commandsfunc::do_one;
   commandmap["two"] = &commandsfunc::do_two;
   commandmap["three"] = &commandsfunc::do_three;

    it = commandmap.find("one");//根据key查找value
    if(it != commandmap.end())
    {//存在和命令相对应的函数
        (this->*(it->second))(100);//执行该类自身的成员函数，it->second为函数地址，100为参数
    }
    else
    {
        cout<<"Unknow command."<<endl;
    }
}
/**
 *do_XXX - 几个回调函数的实现
 */
void commandsfunc::do_one(int arg)
{
    std::cout<<"one:"<<arg<<std::endl;
}

void commandsfunc::do_two(int arg)
{
    std::cout<<"two:"<<arg<<std::endl;
}

void commandsfunc::do_three(int arg)
{
    std::cout<<"three:"<<arg<<std::endl;
}
/*
 *main - 主函数
 */
int main(int argc, char const *argv[])
{
    commandsfunc lcw;
    lcw.do_func();
    return 0;
}

使用下面的命令编译

g++ -o command_map command_map.cpp

执行结果如下:



说明这种方法可以成功，hash_map的以后再试了。