一：前言
现在要实作一个泛化仿函数，泛化仿函数是将“请求（函数）封装起来”，存储与对象之中，该对象是具有“value语义”的，因此它支持拷贝，赋值和作为函数参数来传值（pass by value）。通过该对象可间接的处理它封装的请求，类似于boost 中的function功能。本实现采用的是《Modern C++ Design》中的方案。更详尽的说，它具有以下特点：
1. 可封装任何处理请求，它可接受函数指针，成员函数指针，仿函数，甚至其它泛化仿函数。
2. 具备型别安全性，不会将错误的型别匹配到错误的函数上。
3. 是一种带有“value语义的对象”。
首先介绍下C++中的可调用体：
1. C风格的函数（C like function）： void fun();
2. C风格的函数指针（C like pointto function）： void (*pFun)();
3. 函数引用（reference to function），其行为本质上和const pointer to function类似。
4. 仿函数（functor），类中自定义了operator () 的对象。
5. Operator.*和operator->*的施行结果
6. 构造函数
在上述的任一项，你可以在其右侧添加一对圆括号()，并在里头放入一组合适的参数。
先来讨论这样一个问题，既然想把函数请求封装到对象中，函数的参数如何确定？这里使用typelist（这是一个型别集，换句话说它包含型别列表）。这里就可以把typelist作为HTFunctor的一个模板参数，它包含所要封装函数的参数型别信息。下面就先介绍下typelist实作
二：HTTypeListtemplate <class T, class U>
struct HTTypeList
{
typedef T Head;
typedef U Tail;
};
这是typelist的基本实作（只需两个类型），现在问题是如何把n个类型连成链表。看下面这个例子就明白了
typedef HTTypeList<char, HTTypeList<int, int> >
（利用模板参数推导，而且是编译器自动产生，而不是运行期哦），这样两个以上的参数都解决了。
现在问题如何定义一个参数的typelist。方法是，第二个模板参数设为NullType（空类型），这样每个typelist都以NullType结尾，相当于C字符串的\0功能。看NullType的实作：
class HTNullType {};
接着就要生产typelist了（一个参数，两个参数，三个参数……）。这里用到宏，暂且定义4个typelist。
#define TYPELIST_1(T1) UTIL::HTTypeList<T1, UTIL::HTNullType> #define TYPELIST_2(T1, T2) UTIL::HTTypeList<T1, TYPELIST_1(T2) > #define TYPELIST_3(T1, T2, T3) UTIL::HTTypeList<T1, TYPELIST_2(T2, T3) > #define TYPELIST_4(T1, T2, T3, T4) UTIL::HTTypeList<T1, TYPELIST_3(T2, T3, T4) >
另外要解决的问题是，函数参数该是值类型（内部内型）还是引用类型（对于对象）。选择合适的类型显然能提高程序速度，你肯定不想传递大对象参数时而要额外拷贝。接下来这个东西就要登场了——（HTTypeTraits）
三：HTTypeTraits
可用于“编译期根据型别作判断”的泛型技术。大家也可参看boost中的type traits。
// 判断T及U是否标示同一个类型
template <typename T, typename U>
struct HTIsSameType
{
private:
template<typename>
struct In
{ enum { value = false }; };
template<>
struct In<T>
{ enum { value = true }; };
public:
enum { value = In<U>::value };
};
// 依flag选择两个类型中的一个，true为T，false为U
template <bool flag, typename T, typename U>
struct HTSelect
{
private:
template<bool>
struct In
{ typedef T Result; };
template<>
struct In<false>
{ typedef U Result; };
public:
typedef typename In<flag>::Result Result;
};// 编译期bool型
typedef char HTYes;
struct HTNo { char padding[8]; };
// 型别映射为型别，用于模板函数的偏特化，C++标准模板函数不能偏特化
template <typename T>
struct HTType2Type { typedef T Type; };
// 判断T是否为类
template <typename T>
struct HTIsClass
{
// U为类的话，会具现化此重载函数，因为参数为函数指针，即指向成员的函数指针
template <typename U> static HTYes IsClassTest(void(U::*)(void));
// U为非类，会具现化此重载函数
// C++标准:只有当其它所有的重载版本都不能匹配时，具有任意参数列表的重载版本才会被匹配
template <typename U> static HTNo IsClassTest(...);
// 对于sizeof，表达式不会被真正求值,编译器只推导出表达式的返回结果的型别，因此只需函数的声明即可
static const bool value = sizeof(IsClassTest<T>(0)) = sizeof(HTYes);
};
// 判断T是否为引用类型
template <typename T>
struct HTIsReference
{
template <typename U> static HTYes IsReference(HTType2Type<U&>);
template <typename U> static HTNo IsReference(...);
static const bool value= sizeof(IsReference(HTType2Type<T>())) == sizeof(HTYes);
};
template <typename T>
class HTTypeTraits
{
public:
enum {
isVoid =
HTIsSameType<T, void>::value ||
HTIsSameType<T, const void>::value ||
HTIsSameType<T, volatile void>::value ||
HTIsSameType<T, const volatile void>::value
};
enum { isReference = HTIsReference<T>::value };
private:
template<bool IsRef>
struct AdjReference
{
template<typename U>
struct In { typedef U const & Result; };
};
template<>
struct AdjReference<true>
{
template<typename U>
struct In { typedef U Result; };
};
typedef typename AdjReference<isReference || isVoid>::
template In<T>::Result AdjType;
// 正确的选择函数参数的类型
// 对于精巧型(有构造函数和析构函数额外调用)采用引用传参数，对于纯量型(数值型别，枚举型别，指针，指向成员的指针)采用直接传值
typedef typename HTSelect<HTIsClass<T>::value, AdjType, T>::Result ParmType;
};
四：HTFunctor
HTTypeList及HTTypeTraits提供我们强大的功能。这让我们实作HTFunctor更加的方便。下面直接看代码。
// Functor对象明显是个小对象，这里采用小对象分配器
// 使用了Command模式及IMPL模式
template <typename R>
struct HTFunctorImplBase : public HTSmallObject<>
{
typedef R ResultType;
typedef HTEmptyType Parm1;
typedef HTEmptyType Parm2;
};
template <typename R, class TList, class ObjClass>
struct HTFunctorImpl;
// 无参数版本
template <typename R, class ObjClass>
struct HTFunctorImpl<R, HTNullType, ObjClass> : public HTFunctorImplBase<R>
{
typedef R ResultType;
virtual ResultType operator()(ObjClass* pObj) = 0;
virtual HTFunctorImpl* Clone() const = 0;
virtual ~HTFunctorImpl() {}
};
// 一个参数版本
template <typename R, typename P1, class ObjClass>
struct HTFunctorImpl<R, TYPELIST_1(P1), ObjClass> : public HTFunctorImplBase<R>
{
typedef R ResultType;
typedef typename HTTypeTraits<P1>::ParmType Parm1;
virtual ResultType operator()(Parm1, ObjClass* pObj) = 0;
virtual HTFunctorImpl* Clone() const = 0;
virtual ~HTFunctorImpl() {}
};
// 两个参数版本
template <typename R, typename P1, typename P2, class ObjClass>
struct HTFunctorImpl<R, TYPELIST_2(P1, P2), ObjClass> : public HTFunctorImplBase<R>
{
typedef R ResultType;
typedef typename HTTypeTraits<P1>::ParmType Parm1;
typedef typename HTTypeTraits<P2>::ParmType Parm2;
virtual ResultType operator()(Parm1, Parm2, ObjClass* pObj) = 0;
virtual HTFunctorImpl* Clone() const = 0;
virtual ~HTFunctorImpl() {}
};
// 可调用体（即封装的处理函数）为仿函数
template <class ParentFunctor, typename Fun, class ObjClass>
class HTFunctorHandler :
public HTFunctorImpl
<
typename ParentFunctor::ResultType,
typename ParentFunctor::ParmList,
ObjClass
>
{
typedef typename ParentFunctor::Impl Base;
public:
typedef typename Base::ResultType ResultType;
typedef typename Base::Parm1 Parm1;
typedef typename Base::Parm1 Parm2;
HTFunctorHandler(const Fun& fun) : m_fun(fun) {}
HTFunctorHandler* Clone() const { return new HTFunctorHandler(*this); }
ResultType operator()(ObjClass* pObj)
{ return m_fun(); }
ResultType operator()(Parm1 p1, ObjClass* pObj)
{ return m_fun(p1); }
ResultType operator()(Parm1 p1, Parm2 p2, ObjClass* pObj)
{ return m_fun(p1, p2); }
private:
Fun m_fun;
};
// 可调用体（即封装的处理函数）为类成员函数，调用需传递对象指针
template <class ParentFunctor, typename Fun, class ObjClass>
class HTMemFunHandler :
public HTFunctorImpl
<
typename ParentFunctor::ResultType,
typename ParentFunctor::ParmList,
ObjClass
>
{
typedef typename ParentFunctor::Impl Base;
public:
typedef typename Base::ResultType ResultType;
typedef typename Base::Parm1 Parm1;
typedef typename Base::Parm1 Parm2;
HTMemFunHandler(const Fun& fun) : m_fun(fun) {}
HTMemFunHandler* Clone() const { return new HTMemFunHandler(*this); }
ResultType operator()(ObjClass* pObj)
{ return (pObj->*m_fun)(); }
ResultType operator()(Parm1 p1, ObjClass* pObj)
{ return (pObj->*m_fun)(p1); }
ResultType operator()(Parm1 p1, Parm2 p2, ObjClass* pObj)
{ return (pObj->*m_fun)(p1, p2); }
private:
Fun m_fun;
};
// HTFunctor实现体
template <typename R, class TList = YKNullType, class ObjClass = YKEmptyType>
class HTFunctor
{
typedef HTFunctorImpl<R, TList, ObjClass> Impl;
public:
typedef R ResultType;
typedef TList ParmList;
typedef typename Impl::Parm1 Parm1;
typedef typename Impl::Parm2 Parm2;
HTFunctor() : m_spImpl() {}
HTFunctor(const HTFunctor& rhs) : m_spImpl(rhs.m_spImpl->Clone()) {}
explicit HTFunctor(std::auto_ptr<Impl> spImpl) : m_spImpl(spImpl) {}
HTFunctor& operator=(const HTFunctor& rhs)
{
HTFunctor copy(rhs);
Impl* p = m_spImpl.release();
m_spImpl.reset(copy.m_spImpl.release());
copy.m_spImpl.reset(p);
return *this;
}
template <typename Fun>
HTFunctor(Fun fun)
: m_spImpl(new
HTSelect<
HTIsSameType<ObjClass, HTEmptyType>::value,
HTFunctorHandler<HTFunctor, Fun, ObjClass>,
HTMemFunHandler<HTFunctor, Fun, ObjClass> >::Result(fun))
{}
ResultType operator()(ObjClass* pObj = HT_NULL) {
return (*m_spImpl)(pObj);
}
ResultType operator()(Parm1 p1, ObjClass* pObj = HT_NULL) {
return (*m_spImpl)(p1, pObj);
}
ResultType operator()(Parm1 p1, Parm2 p2, ObjClass* pObj = HT_NULL) {
return (*m_spImpl)(p1, p2, pObj);
}
private:
std::auto_ptr<Impl> m_spImpl;
};
作者：backo880607 发表于2013-3-20 0:19:26 原文链接
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