一、關(guān)于Boost.Signals2

Boost.Signals2 實(shí)現(xiàn)了信號(hào)/槽的概念。一個(gè)或多個(gè)函數(shù)（稱(chēng)為槽）與可以發(fā)出信號(hào)的對(duì)象相關(guān)聯(lián)。每次發(fā)出信號(hào)時(shí)，都會(huì)調(diào)用鏈接的函數(shù)。

信號(hào)/槽概念在開(kāi)發(fā)具有圖形用戶界面的應(yīng)用程序時(shí)非常有用。可以對(duì)按鈕進(jìn)行建模，以便在用戶單擊它們時(shí)發(fā)出信號(hào)。它們可以支持指向許多函數(shù)的鏈接以處理用戶輸入。這樣就可以靈活地處理事件。

std::function 也可用于事件處理。 std::function 和 Boost.Signals2 之間的一個(gè)重要區(qū)別是 Boost.Signals2 可以將多個(gè)事件處理程序與單個(gè)事件相關(guān)聯(lián)。因此，Boost.Signals2更適合支持事件驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)，應(yīng)該是任何需要處理事件的首選。

Boost.Signals2 繼承了庫(kù) Boost.Signals，后者已被棄用且本書(shū)未討論。

Table of Contents

Signals

Connections

Multithreading

二、關(guān)于Signals庫(kù)

Boost.Signals2 提供類(lèi) boost::signals2::signal，可用于創(chuàng)建信號(hào)。此類(lèi)在 boost/signals2/signal.hpp 中定義。或者，您可以使用頭文件 boost/signals2.hpp，這是一個(gè)主頭文件，定義了 Boost.Signals2 中可用的所有類(lèi)和函數(shù)。

Boost.Signals2 定義了 boost::signals2::signal 和其他類(lèi)，以及命名空間 boost::signals2 中的所有函數(shù)。

示例 67.1。 “你好世界！”使用 boost::signals2::signal

#include <boost/signals2.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::signals2;
int main()
{
  signal<void()> s;
  s.connect([]{ std::cout << "Hello, world!\n"; });
  s();
}

boost::signals2::signal 是一個(gè)類(lèi)模板，它期望將用作事件處理程序的函數(shù)的簽名作為模板參數(shù)。在示例 67.1 中，只有簽名為 void() 的函數(shù)才能與信號(hào)相關(guān)聯(lián)。

lambda 函數(shù)通過(guò) connect() 與信號(hào) s 相關(guān)聯(lián)。因?yàn)?lambda 函數(shù)符合所需的簽名 void()，所以關(guān)聯(lián)已成功建立。每當(dāng)觸發(fā)信號(hào) s 時(shí)，都會(huì)調(diào)用 lambda 函數(shù)。

信號(hào)是通過(guò)像調(diào)用常規(guī)函數(shù)一樣調(diào)用 s 來(lái)觸發(fā)的。此函數(shù)的簽名與作為模板參數(shù)傳遞的簽名匹配。括號(hào)是空的，因?yàn)?void() 不需要任何參數(shù)。調(diào)用 s 會(huì)產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)器，而該觸發(fā)器又會(huì)執(zhí)行之前與 connect() 相關(guān)聯(lián)的 lambda 函數(shù)。

示例 67.1 也可以使用 std::function 實(shí)現(xiàn)，如示例 67.2 所示。

示例 67.2。 “你好世界！”使用 std::function

#include <functional>
#include <iostream>
int main()
{
  std::function<void()> f;
  f = []{ std::cout << "Hello, world!\n"; };
  f();
}

在示例 67.2 中，調(diào)用 f 時(shí)也會(huì)執(zhí)行 lambda 函數(shù)。雖然 std::function 只能用于類(lèi)似示例 67.2 的場(chǎng)景，但 Boost.Signals2 提供了更多種類(lèi)。例如，它可以將多個(gè)函數(shù)與特定信號(hào)相關(guān)聯(lián)（參見(jiàn)示例 67.3）。

示例 67.3。帶有 boost::signals2::signal 的多個(gè)事件處理程序

#include <boost/signals2.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::signals2;
int main()
{
  signal<void()> s;
  s.connect([]{ std::cout << "Hello"; });
  s.connect([]{ std::cout << ", world!\n"; });
  s();
}

boost::signals2::signal 允許您通過(guò)重復(fù)調(diào)用 connect() 將多個(gè)函數(shù)分配給特定信號(hào)。每當(dāng)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，函數(shù)都會(huì)按照它們與 connect() 關(guān)聯(lián)的順序執(zhí)行。

順序也可以在 connect() 的重載版本的幫助下明確定義，它需要一個(gè) int 類(lèi)型的值作為附加參數(shù)（示例 67.4）。

示例 67.4。具有明確順序的事件處理程序

#include <boost/signals2.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::signals2;
int main()
{
  signal<void()> s;
  s.connect(1, []{ std::cout << ", world!\n"; });
  s.connect(0, []{ std::cout << "Hello"; });
  s();
}

與前面的示例一樣，示例 67.4 顯示 Hello, world!。

要從信號(hào)中釋放關(guān)聯(lián)函數(shù)，請(qǐng)調(diào)用 disconnect()。

示例 67.5。斷開(kāi)事件處理程序與 boost::signals2::signal 的連接

#include <boost/signals2.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::signals2;
void hello() { std::cout << "Hello"; }
void world() { std::cout << ", world!\n"; }
int main()
{
  signal<void()> s;
  s.connect(hello);
  s.connect(world);
  s.disconnect(world);
  s();
}

Example 67.5 

示例 67.5 僅打印 Hello，因?yàn)榕c world() 的關(guān)聯(lián)在信號(hào)被觸發(fā)之前已釋放。

除了 connect() 和 disconnect() 之外，boost::signals2::signal 還提供了幾個(gè)成員函數(shù)（參見(jiàn)示例 67.6）。

示例 67.6。 boost::signals2::signal 的附加成員函數(shù)

#include <boost/signals2.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::signals2;
int main()
{
  signal<void()> s;
  s.connect([]{ std::cout << "Hello"; });
  s.connect([]{ std::cout << ", world!"; });
  std::cout << s.num_slots() << '\n';
  if (!s.empty())
    s();
  s.disconnect_all_slots();
}

num_slots() 返回關(guān)聯(lián)函數(shù)的數(shù)量。如果沒(méi)有函數(shù)關(guān)聯(lián)，num_slots() 返回 0。empty() 告訴您事件處理程序是否已連接。而 disconnect_all_slots() 的作用正如它的名字所說(shuō)：它釋放所有現(xiàn)有的關(guān)聯(lián)。

示例 67.7。處理事件處理程序的返回值

#include <boost/signals2.hpp>
#include <iostream>
using namespace boost::signals2;
int main()
{
  signal<int()> s;
  s.connect([]{ return 1; });
  s.connect([]{ return 2; });
  std::cout << *s() << '\n';
}

在示例 67.7 中，兩個(gè) lambda 函數(shù)與信號(hào)關(guān)聯(lián)。第一個(gè) lambda 函數(shù)返回 1，第二個(gè)返回 2。

示例 67.7 將 2 寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)輸出。 s 正確接受了兩個(gè)返回值，但除了最后一個(gè)之外的所有返回值都被忽略了。默認(rèn)情況下，只返回所有關(guān)聯(lián)函數(shù)的最后一個(gè)返回值。

請(qǐng)注意，s() 不會(huì)直接返回上次調(diào)用的函數(shù)的結(jié)果。返回類(lèi)型為 boost::optional 的對(duì)象，取消引用時(shí)返回?cái)?shù)字 2。觸發(fā)與任何函數(shù)無(wú)關(guān)的信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生任何返回值。因此，在這種情況下，boost::optional 允許 Boost.Signals2 返回一個(gè)空對(duì)象。 boost::optional 在第 21 章中介紹。

可以自定義信號(hào)，以便相應(yīng)地處理各個(gè)返回值。為此，必須將組合器作為第二個(gè)模板參數(shù)傳遞給 boost::signals2::signal。

示例 67.8。使用用戶定義的組合器查找最小返回值

#include <boost/signals2.hpp>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace boost::signals2;
template <typename T>
struct min_element
{
  typedef T result_type;
  template <typename InputIterator>
  T operator()(InputIterator first, InputIterator last) const
  {
    std::vector<T> v(first, last);
    return *std::min_element(v.begin(), v.end());
  }
};
int main()
{
  signal<int(), min_element<int>> s;
  s.connect([]{ return 1; });
  s.connect([]{ return 2; });
  std::cout << s() << '\n';
}

組合器是一個(gè)具有重載的 operator() 的類(lèi)。該運(yùn)算符使用兩個(gè)迭代器自動(dòng)調(diào)用，這兩個(gè)迭代器用于訪問(wèn)與特定信號(hào)關(guān)聯(lián)的函數(shù)。當(dāng)?shù)鞅蝗∠脮r(shí)，函數(shù)被調(diào)用并且它們的返回值在組合器中變得可用。然后可以使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的常用算法，例如 std::min_element() 來(lái)計(jì)算并返回最小值（參見(jiàn)示例 67.8）。

boost::signals2::signal 使用 boost::signals2::optional_last_value 作為默認(rèn)組合器。此組合器返回 boost::optional 類(lèi)型的對(duì)象。用戶可以定義一個(gè)具有任何類(lèi)型返回值的組合器。例如，示例 67.8 中的組合器 min_element 返回作為模板參數(shù)傳遞給 min_element 的類(lèi)型。

無(wú)法將諸如 std::min_element() 之類(lèi)的算法作為模板參數(shù)直接傳遞給 boost::signals2::signal。 boost::signals2::signal 期望組合器定義一個(gè)名為 result_type 的類(lèi)型，它表示 operator() 返回值的類(lèi)型。由于這個(gè)類(lèi)型沒(méi)有被標(biāo)準(zhǔn)算法定義，所以編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。

請(qǐng)注意，不可能將迭代器 first 和 last 直接傳遞給 std::min_element() ，因?yàn)樵撍惴ㄐ枰跋虻?，而組合器使用輸入迭代器。這就是為什么在使用 std::min_element() 確定最小值之前使用向量存儲(chǔ)所有返回值的原因。

示例 67.9 修改組合器以將所有返回值存儲(chǔ)在容器中，而不是評(píng)估它們。它將所有返回值存儲(chǔ)在一個(gè)向量中，然后由 s() 返回該向量。

示例 67.9。使用用戶定義的組合器接收所有返回值

#include <boost/signals2.hpp>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace boost::signals2;
template <typename T>
struct return_all
{
  typedef T result_type;
  template <typename InputIterator>
  T operator()(InputIterator first, InputIterator last) const
  {
    return T(first, last);
  }
};
int main()
{
  signal<int(), return_all<std::vector<int>>> s;
  s.connect([]{ return 1; });
  s.connect([]{ return 2; });
  std::vector<int> v = s();
  std::cout << *std::min_element(v.begin(), v.end()) << '\n';
}

練習(xí)

創(chuàng)建一個(gè)帶有課程按鈕的程序。該類(lèi)應(yīng)代表圖形用戶界面中的按鈕。添加成員函數(shù) add_handler() 和 remove_handler() ，它們都希望傳遞一個(gè)函數(shù)。如果調(diào)用另一個(gè)名為 click() 的成員函數(shù)，則應(yīng)依次調(diào)用已注冊(cè)的處理程序。通過(guò)注冊(cè)一個(gè)將消息寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)輸出的處理程序來(lái)實(shí)例化按鈕并測(cè)試該類(lèi)。調(diào)用 click() 來(lái)模擬鼠標(biāo)點(diǎn)擊按鈕。

到此這篇關(guān)于C++ Boost.Signals2信號(hào)/槽概念的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ Boost Signals2內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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