Boost源码剖析：C++泛型函数指针类

• 前奏
  
  　　如你所知，Boost库是个特性完备，且具备工业强度的库，众多C++权威的参与使其达到了登峰造极的程度。尤其泛型的强大威力在其中被发挥得淋漓尽致，令人瞠目结舌。
  
  　　然而弱水三千，我们只取一瓢饮。下面，我试图从最单纯的世界开始，一步一步带领你进入源码的世界，去探究boost::function(下文简称function)内部的精微结构。
  
  　　通常 ，在单纯的情况下，对函数的调用简单而且直观，像这样：
  
  int fun(int someVal);
  
  int main(){
  　fun(10);
  }
  　　然而你可能需要在某个时刻将函数指针保存下来，并在以后的另一个时刻调用它，像这样：
  
  int fun(int);
  typedef int (*func_handle)(int);
  
  int main(){
  　func_handle fh=fun;
  　... //do something
  　fh(10);
  }
  　　但是，如果fun形式为void fun(int)呢？如你所见，fun可能有无数种形式，如果对fun的每一个形式都typedef一个对应的func_handle，则程序员会焦头烂额，不胜其扰，代码也可能变得臃肿和丑陋不堪，甚至如果fun是仿函数呢？
  
  　　幸运的是C++泛型可以使代码变得优雅精致，面对无数种的可能，泛型是最好的选择。 因此，你只是需要一个能够保存函数指针的泛型模板类(对应于Command模式)，因为泛型编程有一个先天性的优势——可以借助编译器的力量在编译期根据用户提供的型别信息化身千万(具现化)，所以一个泛型的类可以有无限个具现体，也就是说可以保存无限多种可能型别的函数或类似函数的东西(如，仿函数)。这个类(在Boost库中的类名为function)与函数指针相比应该有以下一些优势：
  
  　　¨ 同一个function对象应能够接受与它形式兼容的所有函数和仿函数,例如：
  
  int f1(int); //这是个函数，形式为 int(int)
  short f2(double); //这个函数形式为 short(double)
  
  struct functor //这是个仿函数类，形式为int(int)
  {
  　int operator()(int){}
  };
  
  functor f3; //创建仿函数对象
  
  boost::function＜int(int)＞ func; // int(int)型的函数或仿函数
  func = f1; //接受f1
  func(10); //调用f1(10)
  func = f2; //也能接受short(double)型的f2
  func(10); //调用f2(10)
  func = f3; //也能接受仿函数f3
  func(10); //调用f3(10)
  　　¨ function应能够和参数绑定以及其它function-construction库协同工作。例如，function应该也能够接受std::bind1st返回的仿函数。这一点其实由第一点已经有所保证。
  
  　　¨ 当接受的一个空的仿函数对象被调用的时候function应该有可预期的行为。
  
  　　显然，第一点是我们的重点，所谓形式兼容，就是说，对于：
  
  R1 (T0,T1,T2,...,TN) =＞ FunctionType1
  R2 (P0,P1,P2,...,PN) =＞ FunctionType2
  　　两种类型的函数（广义），只要满足：
  
  　　1. R2能够隐式转换为R1
  
  　　2. 所有Ti都能够隐式转换为Pi (i取0,1,2,...)
  
  　　那么就说，boost::function＜FunctionType1＞可以接受FunctionType2类型的函数(注意，反之不行)。支持这一论断的理由是，只要Ti能够隐式转型为Pi，那么参数被转发给真实的函数调用就是安全的，并且如果R2能够隐式转型为R1，那么返回真实函数调用所返回的值就是安全的。这里安全的含义是，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，但能够通过编译。
  
  　　后面你会看到，boost::function通过所谓的invoker非常巧妙地实现了这点，并且阻止了被形式不兼容的函数赋值的操作。 更多内容请看C/C++技术专题专题，或
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