скачать книгу бесплатно
initiator.setup(&executor2, &Executor::callbackHandler2); // (6)
//initiator.setup(&executor3, &Executor::callbackHandler1); //Incorrect, base class is ambiguous // (7)
//initiator.setup(&executor3, &Executor::callbackHandler2); //Incorrect, base class is ambiguous // (8)
initiator.setup((Executor1*)&executor3, &Executor::callbackHandler1); // (9)
initiator.setup((Executor1*)&executor3, &Executor::callbackHandler2); // (10)
initiator.setup((Executor2*)&executor3, &Executor::callbackHandler1); // (11)
initiator.setup((Executor2*)&executor3, &Executor::callbackHandler2); // (12)
}
В строках 1 и 2 все прозрачно: какой метод назначен, такой и будет вызван.
В строке 3 мы назначаем указатель на метод Executor::callbackHandler1, но поскольку в классе Executor1 он переопределен, будет вызван метод Executor1::callbackHandler1.
В строке 4 мы назначаем указатель на Executor::callbackHandler2; в классе Executor1 такого метода нет (т.е. он не переопределен), поэтому будет вызван метод базового класса Executor::callbackHandler2.
В строке 5 мы назначаем указатель на Executor::callbackHandler1; в классе Executor2 метод не переопределен, поэтому будет вызван метод базового класса Executor::callbackHandler2.
В строке 6 мы назначаем указатель на Executor::callbackHandler2; в классе Executor2 он переопределен, поэтому будет вызван метод Executor2:: callbackHandler2.
С классом Executor3 ситуация еще интереснее, поскольку он использует множественное наследование[6 - Вообще, множественное наследование – неоднозначный механизм, который часто подвергается критике. В большинстве современных языков (например, Java, C#, Ruby и др.) множественное наследование не поддерживается. Тем не менее, в C++ множественное наследование существует, поэтому необходимо рассмотреть и такой случай.]. Мы не можем напрямую назначать указатели на методы базового класса, как это приведено в строках 7 и 8, потому что если взглянуть на иерархию наследования, то можно увидеть, что к базовому классу можно добраться двумя путями – через Executor1 либо через Executor2. Таким образом, компилятор не знает, по какому пути выполнять поиск методов, и выдает ошибку. По указанной причине мы должны явно указать в цепочке наследования класс-предшественник. Если в пути наследования какая-нибудь функция окажется переопределена, то она будет вызвана, в противном случае будет вызвана функция базового класса.
В строке 9 мы в качестве предшественника указываем класс Executor1 и назначаем указатель на метод callbackHandler1. В Executor1 этот метод переопределен, и он будет вызван. В строке 10 мы назначаем указатель на метод callbackHandler2; в Executor1 этот метод не переопределен, поэтому будет вызван метод базового класса Executor::callbackHandler2. Если мы в качестве предшественника будем указывать Executor2, как это показано в строках 11 и 12, то получится все наоборот: в строке 11 будет вызван метод базового класса Executor:: callbackHandler1, а в строке 12 будет вызван соответствующий переопределенный метод Executor2::callbackHandler2.
Для наглядности сведем результаты в Табл. 3.
Табл. 3. Вызовы методов по цепочке наследования
Используя рассмотренные способы управления контекстом, можно реализовать довольно изощренную логику обработки и динамически ее изменять в процессе выполнения программы.
2.3.5. Синхронный вызов
Реализация инициатора для синхронного вызова представлена в Листинг 14. В отличие от асинхронного вызова, здесь аргументы не хранятся, а передаются как входные параметры функции.
Листинг 14. Инициатор для синхронного обратного вызова с указателем на метод-член класса
class Executor;
using ptr_method_callback_t = void(Executor::*)(int);
void run(Executor* ptrClientCallbackClass, ptr_method_callback_t ptrClientCallbackMethod)
{
int eventID = 0;
//Some actions
(ptrClientCallbackClass->*ptrClientCallbackMethod)(eventID);
}
2.3.6. Преимущества и недостатки
Преимущества и недостатки реализации обратных вызовов с помощью указателя на метод – член класса приведены в Табл. 4.
Табл. 4. Преимущества и недостатки реализации обратных вызовов с помощью указателя на метод-член класса
Гибкость. Управлять контекстом можно тремя способами, подобные возможности отсутствуют в других реализациях.
Отсутствие трансляции контекста. Контекст транслировать не нужно, метод-член имеет полный доступ к содержимому класса.
Сложность. Код получается довольно громоздким и запутанным.
Тип класса должен объявляться в инициаторе. Здесь достаточно только предварительного объявления класса. Полное объявление класса в инициаторе делать необязательно и даже нежелательно, потому что логически это обработчик обратного вызова, то есть он относится к исполнителю и должен быть в нем реализован. Тем не менее, требование предварительного объявления класса ограничивает независимость исполнителя: он может использовать только те типы классов, которые были предварительно объявлены в инициаторе.
Инициатор должен хранить указатель на метод и указатель на класс. Увеличивается расход памяти.
2.4. Функциональный объект
2.4.1. Концепция
С точки зрения C++ функциональный объект – это класс, который имеет перегруженный оператор вызова функции[7 - Другое название, которое встречается в литературе, – функтор.].
Графическое изображение обратного вызова с помощью функционального объекта представлено на Рис. 14. Исполнитель реализуется в виде класса, код упаковывается в перегруженный оператор вызовы функции, в качестве контекста выступает экземпляр класса. При настройке экземпляр класса как аргумент сохраняется в инициаторе[8 - В инициаторе хранится копия экземпляра класса. Не ссылка, не указатель, а именно копия. Из этого вытекает несколько важных следствий, которые будут рассмотрены далее.]. Инициатор осуществляет обратный вызов посредством вызова перегруженного оператора, передавая ему требуемую информацию. Контекст здесь передавать не нужно, поскольку внутри оператора доступно все содержимое класса.
Рис. 14. Реализация обратного вызова с помощью функционального объекта.
2.4.2. Инициатор
Предварительно необходимо объявить функциональный объект (см. Листинг 15), потому что его объявление должен видеть как инициатор, так и исполнитель.
Листинг 15.Объявление функционального объекта
class CallbackHandler
{
public:
void operator() (int eventID) //This is an overloaded operator
{
//It will be called by server
};
};
Реализация инициатора приведена в Листинг 16.
Листинг 16. Инициатор с функциональным объектом
class Initiator // (1)
{
public:
void setup(const CallbackHandler& callback) // (2)
{
callbackObject = callback;
}
void run() // (3)
{
int eventID = 0;
//Some actions
callbackObject(eventID); // (4)
}
private:
CallbackHandler callbackObject; // (5)
};
В строке 1 мы объявляется класс-инициатор. В строке 2 объявляется функция для настройки вызова, в которую передается ссылка на функциональный объект. Данный объект присваивается переменной-аргументу, объявленному в строке 5. В строке 3 объявлена функция запуска, внутри этой функции в строке 4 производится вызов перегруженного оператора. Как видим, синтаксис вызова перегруженного оператора совпадает с синтаксисом вызова обычной функции.
2.4.3. Исполнитель
Реализация исполнителя приведена в Листинг 17.
Листинг 17. Исполнитель с функциональным объектом
int main()
{
Initiator initiator; // (1)
CallbackHandler executor; // (2)
initiator.setup(executor); // (3)
initiator.run(); // (4)
}
В строке 1 объявляется переменная класса-инициатора, в строке 2 объявляется функциональный объект, в строке 3 производится настройка, в строке 4 – запуск.
2.4.4. Синхронный вызов
Реализация инициатора для синхронного вызова представлена в Листинг 18. В отличие от асинхронного вызова, здесь функциональный объект не сохраняется как аргумент, он передается через входные параметры функции.
Листинг 18. Инициатор для синхронного вызова с функциональным объектом
void run(CallbackHandler& callbackObject)
{
int eventID = 0;
//Some actions
callbackObject(eventID);
}
2.4.5. Преимущества и недостатки
Преимущества и недостатки реализации обратных вызовов с помощью функционального объекта приведены в Табл. 5.
Табл. 5. Преимущества и недостатки обратных вызовов с помощью функционального объекта
Простая реализация. Самая простая из всех рассмотренных. Необходима только одна переменная – экземпляр класса, весь контекст хранится внутри этого класса. Прозрачный и понятный синтаксис.
Безопасность. При настройке в инициаторе создается копия переданного функционального объекта. Исходный экземпляр становится ненужным, его можно безопасно удалить.
Отсутствие трансляции контекста. Код вызова хранится внутри перегруженного оператора, контекст инкапсулирован внутри класса вместе с кодом.
Общий функциональный объект. Инициатор и исполнитель связаны через единый функциональный объект, они оба должны видеть его объявление. Вся логика обработки реализуется внутри объекта. Это приводит к монолитной архитектуре, что сильно затрудняет модификацию поведения обработчика. По сути дела, исполнитель встраивается в инициатор и становится его составной частью[9 - Частично этот недостаток устраняется с помощью шаблонов, что будет рассматриваться в соответствующем разделе.].
Невозможность реализации API. Следствие монолитной архитектуры: использование API предполагает возможность модификации поведения исполнителя без изменения кода инициатора. Поскольку они оба связаны через единый объект, выполнение указанного требования является нереализуемым.
