如何向函数指针数组中的每个函数添加标准例程？

Question

我正在用 C++ 为嵌入式系统创建应用程序。因此，我依赖于某些 C 库，无法自由使用大量标准功能。

我有回调签名：

typedef int (*callback_fn)(int a, int b);

包含指向已注册回调的指针的列表：

callback_fn my_callback_functions[10];

以及一个将回调添加到此列表的函数：

void add_callback(int function_iterator, callback_fn fn)
{
    my_callback_functions[function_iterator] = fn;
}

然后将回调传递给该库，并在某些事件发生时调用回调。

现在我想为每个回调添加一个小例程，这样我就可以在每次调用时重置计时器：

myTimer.reset();

如何在不更改签名或远离函数指针（我需要与库交互）的情况下将其添加到每个调用？

我用模板尝试了一些东西，但找不到正确的方法来完成这项工作。

Answer 1

定义一个包含静态函数的结构。这将是您的回电之一。结构的名称并不重要，只是函数本身的名称必须是常量。例如：

struct MyCallback1 {
  static int callback(int a, int b) {
     //..
  }
};

现在我们可以编写包装器了：

template<typename T>
int decorated_callback(int a, int b) {
   myTimer.reset();
   return T::callback(a, b);
}

并将其注册为回调：

add_callback(0, &decorated_callback<MyCallback1>);

Answer 2

让我们从天真开始，然后添加复杂。

添加例程的最简单方法是编辑回调函数。也就是说，如果您的回调之一是 fun1()，您可以将行 myTimer.reset(); 添加到函数体的开头。

除了...也许不是每次调用此函数都应该重置计时器（不要忘记允许将来更改）。我们可以不那么天真，创建一个包装函数来重置计时器然后调用 fun1()。回调可以调用这个包装器，而其他调用使用原始函数。

int wrap1(int a, int b)
{
    myTimer.reset();
    return fun1(a, b);
}

除了...我很懒。我不想为每个回调都写一个包装器。我会把这个任务交给其他人，一个不会抱怨我懒惰的人，一个像 gcc 这样的人（或者你选择的任何编译器）。我宁愿写一个模板来展示如何编写这个包装器，然后让编译器根据需要生成包装器。唯一不同的是回调函数，因此它成为模板参数。

template <callback_fn F>
int wrap(int a, int b)
{
    myTimer.reset();
    return F(a, b);
}

现在您可以使用如下行添加回调。

    add_callback(0, wrap<fun1>);
    add_callback(1, wrap<fun2>);

这可以概括为处理 callback_fn 以外的指针类型，但我会推迟 over-engineering 解决方案。如果有人需要更复杂的知识，那个人总是可以提出一个引用这个问题的新问题。

Answer 3

我想到了另一种方法。在a related question中，添加了调用站点不能更改的限制。这让我开始思考为什么有人会施加这样的限制。一个潜在的动机是减轻 add_callback() 来电者的心理负担。如果调用者不必记住包装他们的函数，它会更健壮。如果插入的代码是为了调试，这不是什么大问题。然而，如果插入的代码用于生产——也许它是性能监控的一部分——如果有人忘记了包装器，这可能是一件大事。所以我开始考虑编译器如何提供帮助。

总的来说，让事情自动化是一个合理的目标。程序员需要记住的越少，出错的机会就越少。即使 OP 的动机不同，我也会提出这种方法供未来的读者考虑。

除了包装函数模板之外，还可以将 add_callback() 更改为函数模板。与其将所需函数作为 function 参数传递，不如将其作为 template 参数传递。
警告： 这确实意味着必须在编译时知道回调函数；像 condition ? fun1 : fun2 这样的表达式需要扩展为 full-blown if 语句。

此方法的第一部分与我之前的方法相同。创建包装函数模板。

// (Could be private if there was a class encompassing this functionality.)
template <callback_fn F>
int wrap(int a, int b)
{
    myTimer.reset();
    return F(a, b);
}

接下来，将add_callback修改为一个模板参数只有一个函数参数的模板。

// The interface is now has one template parameter and one function parameter
// instead of two function parameters.
template <callback_fn F>
void add_callback(int function_iterator)
{
    my_callback_functions[function_iterator] = wrap<F>;
}

最后，更改调用站点。现有调用看起来像 add_callback(0, fun1)，现在将被编译器拒绝。没有漏接电话的危险。添加回调的新语法如下。

    add_callback<fun1>(0);
    add_callback<fun2>(1);

如何向函数指针数组中的每个函数添加标准例程？

How to add standard routine to every function in array of function pointers?

c++

arrays

templates

function-pointers