将派生类成员函数的指针强制转换为抽象成员函数的指针

cast a pointer to member function in derived class to a pointer to abstract member function

本文关键字：函数 指针 成员 转换 抽象 派生      更新时间：2023-10-16

我正在尝试做一些似乎应该是相当普遍的，但我一直无法找到任何人讨论它。这篇关于stackoverflow的文章与我正在尝试做的类似，但不完全相同。

有一个抽象基类:

#ifndef _ABASECLASS_H_
#define _ABASECLASS_H_
using namespace std;
#include <iostream>
#define CALL_MBR_FUNC(object, ptr_to_mem_func) ((object).*(ptr_to_mem_func))
class aBaseClass
{
public:
  typedef void (aBaseClass::*aBaseClass_mem_func)();
  int A;
  int B;
  aBaseClass();
  aBaseClass(int a, int b);
  virtual void function1(aBaseClass_mem_func infunc) = 0; 
  virtual void function2() = 0; 
};
#endif /* _ACLASS_H_ */

和我有一个派生类:

#ifndef _ASUBCLASS_H_
#define _ASUBCLASS_H_
using namespace std;
#include <iostream>
#include "aBaseClass.h"

/* A simple class containing two ints and some functions to demonstrate passing via various methods.  It is a subclass of aClass*/
class aSubClass: public aBaseClass
{
public:
  aSubClass();
  aSubClass(int a, int b);
  void function1(aBaseClass_mem_func infunc); 
  void function2(void); 
};
#endif /* _ASUBCLASS_H_ */

其中function1和function2为:

void aSubClass::function1(aBaseClass_mem_func infunc) 
{
  CALL_MBR_FUNC(*this, infunc)();
}

void aSubClass::function2(void) 
{
  A = 42;
  B = 66;
}

最后，在main()中，我尝试在aSubClass类型的对象上调用function1，在aSubClass中传递指向function2的指针:

int main (int argc, const char * argv[])
{
  aSubClass eh(2,5);
// This doesn't work    
  aBaseClass_mem_func trythis = &aSubClass::function2;
// This also doesn't work
  eh.function1(&aSubClass::function2);
  return(0);
}

好，可以自动将指针到派生类型强制转换为指针到基类型。我已经知道，不能将指向派生成员函数的指针传递给指向基成员函数的指针。我想我明白为什么(派生成员函数可能会利用派生类中存在但基类中不存在的东西)。

但我试图建立一个库的两个类别的类(从两个基类派生)。将它们称为baseclass1和baseclass2。来自baseclass1的任何派生类中的一个成员函数需要能够从来自baseclass2的任何派生类中获得一个特定的成员函数。我可以用什么技巧来完成必要的石膏吗?我是否必须使用explicit关键字并以某种方式定义强制转换?

你可以把这个例子缩短很多:

struct B {
    virtual void foo() = 0;
};
struct D : B {
    void foo() override { }
};
int main() {
    void (B::*ptr)() = &D::foo; // error: cannot initialize a variable of
                                // type 'void (B::*)()' with an rvalue of type 
                                // 'void (D::*)()': different classes ('B' vs 'D')
}

错误消息，至少在clang上，是非常清楚的。GCC只是说不能初始化。问题在于不能隐式地将指针到派生成员转换为指针到基成员。但是你可以用static_cast:

显式地
void (B::*ptr)() = 
    static_cast<void (B::*)()>(&D::foo); // ok!

旁注:请从你的代码中删除CALL_MBR_FUNC宏，永远不要再写这样的事情了。

为什么不工作:

考虑成员函数的一种方法是: 
struct Foo {
    void go () { }
} ;

也可以表示为:

void go ( Foo* this ) { }

这:

typedef void(Foo::*MemberFunctionPtr)() ;

就像这样:

typedef void(*MemberFunctionPtrForFoo)(Foo*) ;

但是，如果你有一个这样的子类:

struct Bar : public Foo {
    void go2 () { }
} ;

这个函数也是这样的:

void go2 ( Bar* this ) { }

所以当你取Bar::go2的地址时，你基本上得到了一个指向函数的指针，看起来像void go2 ( Bar* this )。为什么这是一个问题?

让我们看看这是什么意思…

如果你有这个函数:

void function ( Foo * this ) ;

你要这样做:

Bar * bar = new Bar () ;
function ( bar ) ;

这将工作(因为它应该)。c++让你能够做这样的事情:

void(*functionPtr)(Bar*) = &Foo::go ;

然而，假设你有这个函数:

void function ( Bar * this ) ;

你做了这个:

Foo * foo = new Foo() ;
function ( foo ) ;

这不起作用，因为foo[不一定]是Bar。你可以static_cast，这是你告诉编译器"不，真的，我很确定我在做什么"的方式(而不是reinterpret_cast，这是你告诉编译器"你很愚蠢;我知道我在做什么。")

因此，也不允许强制转换成员函数。

另一个答案说static_cast可以转换成员函数，但这只是因为static_cast被允许执行隐式强制转换的相反操作(cv-qualification除外)。你可以这样做，但它有相同的警告。

免责声明:这是一个相当简化的规范版本，但它已经传达了要点。

在大多数情况下一个更好的解决方案:

一个[潜在的]更好的解决方案[除非绝对性能是关键]:boost::function(或，如c++ 11 std::function)。这是一个函子

成员函数可以这样写:

class Foo {
    void function ( boost::function<void()> function ) { }
} ;

functor对象可以用任何可以用指定原型调用的对象来构造(在本例中，是不带参数并返回void的对象)。例如，您可以传递c函数的地址。

你可以做的另一件事是"绑定"函数(基本上是获取参数并创建一个函数)。这是boost::bind。

例如:

Foo foo ;
Bar bar ;
foo.function ( boost::bind(&Bar::go2,&bar) ) ;

boost绑定接受某个函数作为第一个参数。如果函数是成员函数，则下一个参数必须是可以调用指定方法的类的实例(在这种情况下，它被复制)或指向可以调用指定方法的类的指针(在这种情况下，它被引用)。这个例子实际上会导致foo实例调用bar实例(而不是它自己)，但是您可以传递&foo。

你甚至可以更有创意:

class Foo {
    void function ( boost::function<void(int)> function ) {
        function ( 1 ) ;
    }
    void go2 ( int a , int b ) {
        cout << a << " " << b << endl ;
    }
} ;
Foo foo ;
foo.function ( boost::bind(&Foo::go2,&foo,_1,2) ) ;

绑定获取:

  • Foo::go2
    • 的成员函数指针
  • 对foo实例的引用(或'指针')
  • "结果函数的第一个参数"的占位符，它将成为调用go2
    • 的第一个参数。
  • 数字2，它将成为调用go2
    • 的第二个参数

这是将打印到控制台的内容:

1 2

这是一个非常强大的工具，将带领您进入函数式编程的奇妙世界，同时使您的生活更轻松。(这也会让@CortAmmon这样的人讨厌你。)

相关文章：