Boost源码剖析：C++泛型函数指针类

序幕

如你所知，Boost库是一个功能齐全、具有行业实力的库，众多C++权威的加入使其达到了巅峰。尤其是泛型的强大威力在其中发挥的淋漓尽致，令人瞠目结舌。

不过弱水三千，我们只拿一瓢饮料。下面，我试着从最简单的世界开始，一步一步带领你走进源代码的世界，探索boost::function(以下简称function)内部的微妙结构。

通常，在简单的情况下，对函数的调用简单而直观，就像这样:

int fun(int some val)；

int main(){
fun(10)；
}

但是，您可能需要在某个时候保存函数指针，并在以后的另一个时间调用它，如下所示:

int fun(int)；
typedef int(* func _ handle)(int)；

int main(){
func _ handle FH = fun；
...//做点什么
FH(10)；
}

但是，如果乐趣的形式是void fun(int)呢？如你所见，乐趣可能有无数种形式。如果每种形式的乐趣都有一个对应的funC _ handle是typedef，程序员会不知所措，代码可能会变得臃肿难看。就算好玩是模仿功能？

幸运的是，C++泛型可以使代码变得优雅和精炼。面对无数的可能性，泛型是选择。因此，您只需要一个可以保存函数指针的通用模板类(对应于命令模式)。因为泛型编程有一个先天的优势——它可以在编译器的帮助下，根据用户提供的类型信息，在编译时被具体化(物化)，所以一个泛型类可以有无限个实例化，也就是说，它可以容纳无限个可能类型的函数或类似函数的东西(如模仿函数)。这个类(Boost库中的类名是function)相对于函数指针应该有以下优点:

同一功能对象应能接受与其形式兼容的所有功能和模仿功能，如:

int f1(int)；//这是一个函数，形式为int(int)
short F2(double)；//这个函数的形式是short(double)

Struct functor //这是一个模仿函数类，形式为int(int)
{
int operator()(int){ }
}；

函子F3；//创建一个模仿函数对象

boost::function < int(int)> func；// int(int)类型函数或仿函数
func = f1；//接受f1
func(10)；//调用f1(10)
func = F2；//也可以接受短(双)型F2
func(10)；//调用F2(10)
func = F3；//也可以接受仿函数F3
func(10)；//调用f3(10)

该函数应该能够使用参数绑定和其他函数构造库。比如function也要能接受std::bind1st返回的模仿函数。这一点其实第一点就保证了。

当调用空的接受对象时，该函数应该具有可预测的行为。

显然，第一点是我们的重点。所谓形式上的兼容性，即对于:

R1 (T0，T1，T2，...，TN) = >函数类型1
R2 (P0，P1，P2，...，PN) = >函数类型2

两类功能(广义)只要:

1.R2可以含蓄地转化为R1。

2.所有Ti都可以隐式地转换成Pi (i取0，1，2，...)

也就是说boost:: function < function type 1 >可以接受FunctionType2的函数(注意反过来是不行的)。支持这个断言的理由是，只要Ti可以隐式转换为Pi，参数转发给实函数调用就是安全的，如果R2可以隐式转换为R1，返回实函数调用返回的值就是安全的。这里安全的意思是C++类型系统认为隐式转换不会丢失信息，或者会给出编译警告，但是可以编译。

后面会看到，boost::函数通过所谓的invoker非常巧妙地实现了这一点，并防止了形式不兼容的函数赋值。