是否可以将 C 样式 api callback/handler 改编为 C++ 以进行 class 相关的动态创建？

Question

假设我们有某种 C 风格 API 像这样：

 void register_callback(target, callback_function);

，其中 target 是某种对象，例如一个服务器，并且call_back需要是一个函数指针。

现在我们想要适应（更准确地说，添加一个包装层。我们无法访问底层 C 代码，因为它是一个第三方库）这个 API 到 C++。我们想要 OOP，所以我们将目标设为 class:

class Target {
  Target(): target() { register_callback(target, callback_function_member) }
  private:
    target_t target;
    void callback_function_member (param_t parameter) { /* a set of things to do with the members */ }
    // other members
}

我们可能希望像上面那样使回调成为成员函数，因为它（在某些情况下）与实例紧密相关。但这行不通。无法将成员函数调整为函数指针（参见 Pointers to Member Functions）。

而且我在网上找到的所有解决方案（包括上一个）都只处理只有一个实例负责工作的情况。在那里我们可以专门编写一个包装器函数（参见 1）或包装器的静态函数 class.

问题是，如果我们想要多个实例，并且动态创建它们怎么办？您可以为每个实例编写一个包装函数或 class，例如

Target *pTarget;
void wrapper(param_t parameter) {
  pTarget->callback_function_member(parameter);
}
int main() {
  Target myTarget();
  pTarget = &myTarget();
  myTarget.register(wrapper);
  // some work
  return 0;
}

但是您不能为动态创建的每个实例手动编写一个函数。并且似乎无法将任何类型的信息传递到全局函数中（例如，将实例存储在全局容器中，但是调用时如何传递索引？）。

std::bind接近解决方案（我不知道它的存在），但关键问题是std::bind的return值不能转换为函数指针.使用 std::function 的 target<type_of_function_pointer>() 得到 nil，因为类型不匹配。当我假装它是一个函数指针并直接传递它时，发生了段错误。

这到底有可能吗？还是我的目标被误导了？处理这个问题的规范方法是什么？

Answer 1

如果您确实需要 C 风格的回调，即通过常规函数指针调用目标回调的回调，那么处理此问题的规范方法是将实际回调实现为 "regular"（非成员或静态成员）函数并将对象指针作为额外参数传递给它

class SomeClass {
  ...
  void member_callback(int param1, double param2) { ... }
  static void static_callback_wrapper(int param1, double param2, void *user_param) {
    return static_cast<SomeClass *>(user_param)->member_callback(param1, params2);
  }
};

现在，如果你有一个对象

SomeClass some_object;

并且您想将回调与此对象一起使用，在某些外部算法中，您传递一个指向 SomeClass::static_callback_wrapper 的指针作为回调，传递一个指向 some_object 的指针作为“void * 不透明的用户指定数据”到该算法。当然，该算法的实现必须考虑到用户指定的数据 - 它必须将您从外部传递的 void * 指针转发回您的回调。

例如，这是 pthreads 库中遵循的约定 pthread_create (http://man7.org/linux/man-pages/man3/pthread_create.3.html)。您传递给该函数的回调是 void *(*start_routine) (void *)，并且 "user-specified data" 通过最后一个 void *arg 参数传递。线程函数将作为 start_routine(arg) 调用，从而将用户指定的指针转发回回调。

非标准 qsort_r 函数 (http://linux.die.net/man/3/qsort_r) 中使用了相同的约定。基本上，将这种 "opaque user-specified data" 转发机制包含到每个使用 C 风格回调的实现中是一个很好的编程习惯。

所有这些适用于您确实需要符合 C 风格回调接口的情况。在纯 C++ 中，您还有其他更灵活的机会。您可以用 std::function 对象表示回调（作为一种可能性），并简单地将成员函数的隐式 this 参数绑定到您要用于回调的对象，从而将它们变成 "ordinary" 函数。

void some_algorithm(std::function<void ()> callback) {
   ...
   callback();
   ...
   callback();
   ...
}

class SomeClass {
  void foo() {}
};

int main() {
  SomeClass object;
  some_algorithm(std::bind(&SomeClass::foo, &object));
}

是否可以将 C 样式 api callback/handler 改编为 C++ 以进行 class 相关的动态创建？

Is it possible to adapt C style api callback/handler to C++ for class related dynamic creation?

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