Boost教程之事件处理

很多开发者在听到术语'事件处理'时就会想到GUI：点击一下某个按钮，相关联的功能就会被执行。点击本身就是事件，而功能就是相对应的事件处理器。这一模式的使用当然不仅限于GUI。一般情况下，任意对象都可以调用基于特定事件的专门函数。

1、信号 Signals

Boost.Signals 库提供了一个名为 boost::signal 的类，定义于 boost/signal.hpp. 实际上，这个头文件是唯一一个需要知道的，因为它会自动包含其它相关的头文件。

#include <boost/signal.hpp> 
#include <iostream> 

void func1() 
{ 
  std::cout << "Hello" << std::flush; 
} 

void func2() 
{ 
  std::cout << ", world!" << std::endl; 
} 

int main() 
{ 
  boost::signal<void ()> s; 
  s.connect(func1); 
  s.connect(func2); 
  s(); 
}

boost::signal 实际上被实现为一个模板函数，具有被用作为事件处理器的函数的签名，该签名也是它的模板参数。在这个例子中，只有签名为 void () 的函数可以被成功关联至信号 s。函数 func1() 及func2()被通过 connect() 方法关联至信号 s。由于 func1() 及func2()符合所要求的 void () 签名，所以该关联成功建立。因此当信号 s 被触发时，func1()及func2()会按照connect的顺序被调用。

另外，执行的顺序也可通过 connect() 方法的另一个重载版本来明确指定，该重载版本要求以一个 int 类型的值作为额外的参数。例如：

#include <boost/signal.hpp> 
#include <iostream> 

int func1() 
{ 
  std::cout << "Hello" << std::flush; 
  return 1;
} 

int func2() 
{ 
  std::cout << ", world!" << std::endl; 
  return 2;
} 

int main() 
{ 
  boost::signal<int ()> s; 
  s.connect(1, func2); 
  s.connect(0, func1); 
  s(); 
}

除了 connect() 以外，boost::signal 还提供了几个方法：

要释放某个函数与给定信号的关联，可以用 disconnect() 方法。

num_slots() 返回已关联函数的数量。如果没有函数被关联，则 num_slots() 返回0。

disconnect_all_slots() 方法释放所有已有的关联。

empty()方法判断当前信号是否已关联函数。

另外，关于函数返回值，缺省情况下，所有被关联函数中，实际上只有最后一个调用的函数的返回值被真正返回。

若想对所有返回值进行操作处理，可以把一个称为合成器(combiner)的东西作为第二个参数传递给 boost::signal。例如：

#include <boost/signal.hpp> 
#include <iostream> 
#include <vector> 
#include <algorithm> 

int func1() 
{ 
  return 1; 
} 

int func2() 
{ 
  return 2; 
} 

template <typename T> 
struct min_element 
{ 
  typedef T result_type; 

  template <typename InputIterator> 
  T operator()(InputIterator first, InputIterator last) const 
  { 
    return T(first, last); 
  } 
}; 

int main() 
{ 
  boost::signal<int (), min_element<std::vector<int> > > s; 
  s.connect(func1); 
  s.connect(func2); 
  std::vector<int> v = s(); 
  std::cout << *std::min_element(v.begin(), v.end()) << std::endl; 
}

合成器其实就是一个重载了 operator()() 操作符的类。这个操作符会被自动调用，传入两个迭代器，指向某个特定信号的所有返回值。另外这段代码在实际编译是，是有警告的，因为boost::signal 要求合成器的operator()返回名为 result_type 的类型。而在标准 C++ 算法中缺少这个类型。

2、连接 Connections

实际上 boost::signal变量在调用connect() 和 disconnect() 方法时会返回一个类型为 boost::signals::connection 的值。而我们则可以通过该返回值对boost::signal进行管理。例如：

#include <boost/signal.hpp> 
#include <iostream> 

void func() 
{ 
  std::cout << "Hello, world!" << std::endl; 
} 

int main() 
{ 
  boost::signal<void ()> s; 
  boost::signals::connection c = s.connect(func); 
  c.block(); 
  s(); 
  c.unblock(); 
  s(); 
  c.disconnect();  
}

如上代码所示：boost::signal 的 disconnect() 方法需要传入一个函数指针，而直接调用 boost::signals::connection 对象上的 disconnect() 方法则略去该参数。另外以上程序只会执行一次 func()。虽然信号 s 被触发了两次，但是在第一次触发时 func() 不会被调用，因为连接 c 实际上已经被 block() 调用所阻塞。由于在第二次触发之前调用了 unblock()，所以之后 func() 被正确地执行。

除了 boost::signals::connection 以外，还有一个名为 boost::signals::scoped_connection 的类，它会在析构时自动释放连接。

最后，信号也是可以关联一个类的成员函数的，例如：

#include <boost/signal.hpp> 
#include <boost/bind.hpp> 
#include <iostream> 
#include <memory> 

class world 
{ 
  public: 
    void hello() const 
    { 
      std::cout << "Hello, world!" << std::endl; 
    } 
}; 

int main() 
{ 
  boost::signal<void ()> s; 
  { 
    std::auto_ptr<world> w(new world()); 
    s.connect(boost::bind(&world::hello, w.get())); 
  } 
  std::cout << s.num_slots() << std::endl; 
  s(); 
}

其实以上代码是存在问题的，程序中使用 Boost.Bind 将一个对象的方法关联至一个信号。在信号触发之前，这个对象就被销毁了，这会产生问题。我们不传递实际的对象 w，而只传递一个指针给 boost::bind()。在 s() 被实际调用的时候，该指针所引向的对象已不再存在。

可以如下修改这个程序，使得一旦对象 w 被销毁，连接就会自动释放。如下所示：

#include <boost/signal.hpp> 
#include <boost/bind.hpp> 
#include <iostream> 
#include <memory> 

class world : 
  public boost::signals::trackable 
{ 
  public: 
    void hello() const 
    { 
      std::cout << "Hello, world!" << std::endl; 
    } 
}; 

int main() 
{ 
  boost::signal<void ()> s; 
  { 
    std::auto_ptr<world> w(new world()); 
    s.connect(boost::bind(&world::hello, w.get())); 
  } 
  std::cout << s.num_slots() << std::endl; 
  s(); 
}

仅需的修改是让 world 类继承自 boost::signals::trackable。当使用对象的指针而不是对象的副本来关联函数至信号时，boost::signals::trackable 可以显著简化连接的管理。