C++中实现回调机制的几种方式（一共三种方法，另加三种）

转自：http://www.cnblogs.com/weiym/archive/2012/08/28/2660053.html

简介

回调通常发生在两个角色（调用者和实现者），当我们希望发生某个事件时，调用者调用实现者定义的某个函数。如一个Framework提供商，规定了整个程序的框架，当某些事件发生时需要调用某个行为，而这些行为的具体定义是由客户自己来完成的，客户可能根据不同事件选择不同的行为（实现函数运行时的动态调用），因此调用者无法通过具体的函数名进行显示的调用。为了解决这一问题，调用中通过函数指针进行调用，实现者只需将自己定义的函数作为参数传递给调用者即可。函数是你实现的，但由别人（或系统）的函数在运行时通过参数传递的方式调用，这就是所谓的回调函数。简单来说，就是由别人的函数运行期间来回调你实现的函数。

（1）Callback方式

Callback的本质是设置一个函数指针进去，然后在需要需要触发某个事件时调用该方法, 比如Windows的窗口消息处理函数就是这种类型。

void fun1(int a)
{
    cout << a << endl;
}

void fun2(int a)
{
    cout << a*a << endl;
}

void caller(void(*f)(int),int a)   //调用者提供接口，具体的实现由客户自己实现
{
    f(a);
}

int main()
{
    int a;
    cin >> a;
    if (a > 0)    //当a>0时，调用fun1
        caller(fun1, a);
    else          //当a<=0时，调用fun2
        caller(fun2, a);
    return 0;
}

(2)Sink方式

Sink的本质是你按照对方要求实现一个C++接口，然后把你实现的接口设置给对方，对方需要触发事件时调用该接口， COM中连接点就是居于这种方式。

上面下载文件的需求，如果用Sink实现，代码如下:

class IDownloadSink
{
public:
    virtual void OnDownloadFinished(const char* pURL, bool bOK) = 0;
};
class CMyDownloader
{
public:
    CMyDownloader(IDownloadSink* pSink)
        :m_pSink(pSink)
    {
    }

    void DownloadFile(const char* pURL)
    {
        cout << "downloading: " << pURL << "" << endl;
        if(m_pSink != NULL)
        {
            m_pSink->OnDownloadFinished(pURL, true);
        }
    }

private:
    IDownloadSink* m_pSink;
};

class CMyFile: public IDownloadSink
{
public:
    void download()
    {
        CMyDownloader downloader(this);
        downloader.DownloadFile("www.baidu.com");
    }

    virtual void OnDownloadFinished(const char* pURL, bool bOK)
    {
        cout << "OnDownloadFinished, URL:" << pURL << "    status:" << bOK << endl;
    }
};

(3)Delegate方式

Delegate的本质是设置成员函数指针给对方，然后让对方在需要触发事件时调用。
C#中用Delegate的方式实现Event，让C++程序员很是羡慕，C++中因为语言本身的关系，要实现Delegate还是很麻烦的。
上面的例子我们用Delegate的方式实现如下:

class CDownloadDelegateBase
{
public:
    virtual void Fire(const char* pURL, bool bOK) = 0;
};

template<typename O, typename T>
class CDownloadDelegate: public CDownloadDelegateBase
{
    typedef void (T::*Fun)(const char*, bool);
public:
    CDownloadDelegate(O* pObj = NULL, Fun pFun = NULL)
        :m_pFun(pFun), m_pObj(pObj)
    {
    }
    
    virtual void Fire(const char* pURL, bool bOK)
    {
        if(m_pFun != NULL
            && m_pObj != NULL)
        {
            (m_pObj->*m_pFun)(pURL, bOK);
        }
    }

private:
    Fun m_pFun;
    O* m_pObj;
};

template<typename O, typename T>
CDownloadDelegate<O,T>* MakeDelegate(O* pObject, void (T::*pFun)(const char* pURL, bool))
{
    return new CDownloadDelegate<O, T>(pObject, pFun);
}

class CDownloadEvent
{
public:
    ~CDownloadEvent()
    {
        vector<CDownloadDelegateBase*>::iterator itr = m_arDelegates.begin();
        while (itr != m_arDelegates.end())
        {
            delete *itr;
            ++itr;
        }
        m_arDelegates.clear();
    }

    void operator += (CDownloadDelegateBase* p)
    {
        m_arDelegates.push_back(p);
    }

    void operator -= (CDownloadDelegateBase* p)
    {
        ITR itr = remove(m_arDelegates.begin(), m_arDelegates.end(), p);

        ITR itrTemp = itr;
        while (itrTemp != m_arDelegates.end())
        {
            delete *itr;
            ++itr;
        }
        m_arDelegates.erase(itr, m_arDelegates.end());
    }

    void operator()(const char* pURL, bool bOK)
    {
        ITR itrTemp = m_arDelegates.begin();
        while (itrTemp != m_arDelegates.end())
        {
            (*itrTemp)->Fire(pURL, bOK);
            ++itrTemp;
        }
    }

private:
    vector<CDownloadDelegateBase*> m_arDelegates;
    typedef vector<CDownloadDelegateBase*>::iterator ITR;
};


class CMyDownloaderEx
{
public:
    void DownloadFile(const char* pURL)
    {
        cout << "downloading: " << pURL << "" << endl;
        downloadEvent(pURL, true);
    }

    CDownloadEvent downloadEvent;
};

class CMyFileEx
{
public:
    void download()
    {
        CMyDownloaderEx downloader;
        downloader.downloadEvent += MakeDelegate(this, &CMyFileEx::OnDownloadFinished);
        downloader.DownloadFile("www.baidu.com");
    }

    virtual void OnDownloadFinished(const char* pURL, bool bOK)
    {
        cout << "OnDownloadFinished, URL:" << pURL << "    status:" << bOK << endl;
    }
};

可以看到Delegate的方式代码量比上面其他2种方式大多了，并且我们上面是固定参数数量和类型的实现方式，如果要实现可变参数，要更加麻烦的多。
可变参数的方式可以参考这2种实现:
Yet Another C#-style Delegate Class in Standard C++
Member Function Pointers and the Fastest Possible C++ Delegates

我们可以用下面的代码测试我们上面的实现：

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

    DownloadFile("www.baidu.com", OnDownloadFinished);

    CMyFile f1;
    f1.download();

    CMyFileEx ff;
    ff.download();

    system("pause");

    return 0;
}

最后简单比较下上面3种实现回调的方法:
第一种Callback的方法是面向过程的，使用简单而且灵活，正如C语言本身。
第二种Sink的方法是面向对象的，在C++里使用较多，可以在一个Sink里封装一组回调接口，适用于一系列比较固定的回调事件。
第三种Delegate的方法也是面向对象的，和Sink封装一组接口不同，Delegate的封装是以函数为单位，粒度比Sink更小更灵活。

你更倾向于用哪种方式来实现回调?