c++ - 使用模板的事件处理

Question

我最近一直在研究新的 C++11 标准，并决定创建一个基本的事件处理系统。下面的代码提供了我当前实现的一个小示例。

#include <functional>
#include <vector>
#include <iostream>

template <typename Event>
class EventBroadcaster
{
public:
    typedef std::function<void(const Event&)> Connection;

    void connect(Connection&& connection)
    {
        connections.push_back(std::move(connection));
    }

    void signal(const Event& event)
    {
        for (const auto& connection : connections)
        {
            connection(event);
        }
    }
private:
    std::vector<Connection> connections;
};

struct MouseMotion
{
    int x = 0;
    int y = 0;
};

class Input : public EventBroadcaster<MouseMotion>
{
public:
    void process()
    {
        MouseMotion mouseMotion;
        mouseMotion.x = 10;
        mouseMotion.y = 20;
        signal(mouseMotion);
    }
};

int main()
{
    int x = 0;
    int y = 0;

    Input input;

    input.connect([&](const MouseMotion& e){
        x += e.x;
        y += e.y;
    });

    input.process();

    std::cout << x << "," << y << std::endl; // Output: 10,20

    return 0;
}

如果 Input 上述解决方案确实工作得很好类只会广播一个事件。然而，可能会出现 Input类(class)希望能够发送KeyPress除了MouseMotion 之外的事件事件。

我考虑过使用多重继承。制作Input继承两者 EventBroadcaster<MouseMotion>和 EventBroadcaster<KeyPress> .这会导致编译器错误警告不明确的函数。以下答案中提供的解决方案Multiple Inheritance Template Class确实适用于 protected signal功能，但不面向公众connect在Input 之外调用的函数类。

除了多重继承之外，我想知道可变参数模板是否可以帮助我解决我的问题。我看过(部分)模板特化和拆包可变参数模板。但是无法提供(优雅的)解决方案。

支持多种事件类型的最佳方式是什么？

Answer 1

我会做 EventBroadcaster<T>一个实现细节，而是公开 EventBroadcasters<Ts...> .

EventBroadcasters<Ts...>拥有EventBroadcaster<Ts>...有模板方法 connect<U>和 signal<U> , 并将这些转发给 EventBroadcaster<U> .如果 U，这应该无法编译不在 Ts... 中.

所以现在你signal(mouseMotion) ，解析为 signal<MouseMotion>(mouseMotion) , 它连接到正确的广播公司。

当你connect听，同样只要你使用正确的 std::function一切正常。如果没有，你可以传入 Event 的类型。你正在听。

有一些方法可以让它变得更加神奇，并启用您想要的完全正确的重载解析，但这真的很棘手。即，你仪器起来connect执行 SFINAE 并手动将传入的 lambda(通过检查其 operator() )分派(dispatch)到正确的 std::function覆盖。然而，仅仅能够说 connect<MouseMotion>([&](MouseMotion m){...})应该是一个改进。

(SFINAE 技术包括检查列表中的哪些 std::function 类型可以根据您传入的 U 构造，如果有一个唯一的，则使用那个。此外，检查 U 是否是这样的 std::function(或此类的 cv 变体)。它并不难到离谱，但看起来很乱，根据我的经验，大多数人不喜欢这种类型，而更喜欢只指定 <MouseMotion>。 .)

更新:

以下代码块提供了此答案的实现。

#include <functional>
#include <vector>
#include <iostream>

namespace detail
{
    template <typename Event>
    class EventBroadcaster
    {
    public:
        typedef std::function<void(const Event&)> Connection;

        void connect(Connection&& connection)
        {
            connections.push_back(std::move(connection));
        }

        void signal(const Event& event)
        {
            for (const auto& connection : connections)
            {
                connection(event);
            }
        }
    private:
        std::vector<Connection> connections;
    };

   template <typename T> struct traits
       : public traits<decltype(&T::operator())> {};

   template <typename C, typename R, typename A>
   struct traits<R(C::*)(const A&) const>
   {
       typedef A type;
   };
}

template <typename... Events>
class EventBroadcaster
   : detail::EventBroadcaster<Events>...
{
public:
    template <typename Connection>
    void connect(Connection&& connection)
    {
        typedef typename detail::traits<Connection>::type Event;
        detail::EventBroadcaster<Event>& impl = *this;
        impl.connect(std::move(connection));
    }

    template <typename Event>
    void signal(const Event& event)
    {
        detail::EventBroadcaster<Event>& impl = *this;
        impl.signal(event);
    }

    virtual void processEvents() = 0;
};

struct MouseMotion
{
    int x = 0;
    int y = 0;
};

struct KeyPress
{
    char c;
};

class Input
    : public EventBroadcaster<MouseMotion, KeyPress>
{
public:
    void processEvents()
    {
        MouseMotion mouseMotion;
        mouseMotion.x = 10;
        mouseMotion.y = 20;
        signal(mouseMotion);

        KeyPress keyPress;
        keyPress.c = 'a';
        signal(keyPress);
    }
};

int main()
{
    int x = 0;
    int y = 0;
    char c = '~';

    Input input;

    input.connect([&](const MouseMotion& e){
        x += e.x;
        y += e.y;
    });

    input.connect([&](const KeyPress& e){
        c = e.c;
    });

    input.processEvents();

    std::cout << c << " " << x << "," << y << std::endl; // Output: a 10,20

    return 0;
}