С++ 11 шаблон наблюдателя (сигналы, слоты, события, изменение вещателя/слушателя или все, что вы хотите назвать)

Ответ 1

Я думаю, что bind упрощает создание слотов (cfr. 'предпочтительный' синтаксис против синтаксиса "portable" - что все уходит). Однако управление наблюдателями не становится менее сложным.

Но как @R. Martinho Fernandes упоминает: std::vector<std::function< r(a1) > > теперь легко создается без хлопот для (искусственного) класса "чистого виртуального" интерфейса.

По запросу: идея управления подключением - возможно, полная ошибок, но вы получите идею:

// note that the Func parameter is something
// like std::function< void(int,int) > or whatever, greatly simplified
// by the C++11 standard
template<typename Func>
struct signal {
  typedef int Key; // 
  Key nextKey;
  std::map<Key,Func> connections;

  // note that connection management is the same in C++03 or C++11
  // (until a better idea arises)
  template<typename FuncLike>
  Key connect( FuncLike f ) {
     Key k=nextKey++;
     connections[k]=f;
     return k;
  }

  void disconnect(Key k){
     connections.erase(k);
  }

  // note: variadic template syntax to be reviewed 
  // (not the main focus of this post)
  template<typename Args...>
  typename Func::return_value call(Args... args){
     // supposing no subcription changes within call:
     for(auto &connection: connections){
        (*connection.second)(std::forward(...args));
     }
  }
};

Использование:

signal<function<void(int,int)>> xychanged;

void dump(int x, int y) { cout << x << ", " << y << endl; }

struct XY { int x, y; } xy;

auto dumpkey=xychanged.connect(dump);
auto lambdakey=xychanged.connect([&xy](int x, int y){ xy.x=x; xy.y=y; });

xychanged.call(1,2);

Ответ 2

Поскольку вы запрашиваете код, моя запись в блоге "Производительность системы сигналов С++ 11" содержит одностраничную реализацию полностью функциональная сигнальная система на основе возможностей С++ 11 без дополнительных зависимостей (хотя однопотоковая, что требовало производительности).

Ниже приведен краткий пример использования:

Signal<void (std::string, int)> sig2;
sig2() += [] (std::string msg, int d)   { /* handler logic */ };
sig2.emit ("string arg", 17);

Дополнительные примеры можно найти в этом unit test.

Ответ 3

Я написал свои собственные легкие классы Signal/Slot, которые возвращают соединительные ручки. Существующая система ключей ответов довольно хрупка перед исключениями. Вы должны быть исключительно осторожны при удалении вещей с явным вызовом. Я предпочитаю использовать RAII для открытых/закрытых пар.

Одна заметная нехватка поддержки в моей библиотеке - это возможность получить возвращаемое значение из ваших вызовов. Я считаю, что boost:: signal имеет методы вычисления совокупных возвращаемых значений. На практике, как правило, вам это не нужно, и я просто нахожу это беспорядочным, но я могу придумать такой метод возврата для удовольствия, как упражнение в будущем.

Одна классная вещь о моих классах - классы Slot и SlotRegister. SlotRegister предоставляет открытый интерфейс, который вы можете безопасно связать с приватным слотом. Это защищает от внешних объектов, вызывающих ваши методы наблюдения. Это простая, но приятная инкапсуляция.

Я не считаю, что мой код является потокобезопасным.

//"MIT License + do not delete this comment" - M2tM : http://michaelhamilton.com 

#ifndef __MV_SIGNAL_H__
#define __MV_SIGNAL_H__

#include <memory>
#include <utility>
#include <functional>
#include <vector>
#include <set>
#include "Utility/scopeGuard.hpp"

namespace MV {

    template <typename T>
    class Signal {
    public:
        typedef std::function<T> FunctionType;
        typedef std::shared_ptr<Signal<T>> SharedType;

        static std::shared_ptr< Signal<T> > make(std::function<T> a_callback){
            return std::shared_ptr< Signal<T> >(new Signal<T>(a_callback, ++uniqueId));
        }

        template <class ...Arg>
        void notify(Arg... a_parameters){
            if(!isBlocked){
                callback(std::forward<Arg>(a_parameters)...);
            }
        }
        template <class ...Arg>
        void operator()(Arg... a_parameters){
            if(!isBlocked){
                callback(std::forward<Arg>(a_parameters)...);
            }
        }

        void block(){
            isBlocked = true;
        }
        void unblock(){
            isBlocked = false;
        }
        bool blocked() const{
            return isBlocked;
        }

        //For sorting and comparison (removal/avoiding duplicates)
        bool operator<(const Signal<T>& a_rhs){
            return id < a_rhs.id;
        }
        bool operator>(const Signal<T>& a_rhs){
            return id > a_rhs.id;
        }
        bool operator==(const Signal<T>& a_rhs){
            return id == a_rhs.id;
        }
        bool operator!=(const Signal<T>& a_rhs){
            return id != a_rhs.id;
        }

    private:
        Signal(std::function<T> a_callback, long long a_id):
            id(a_id),
            callback(a_callback),
            isBlocked(false){
        }
        bool isBlocked;
        std::function< T > callback;
        long long id;
        static long long uniqueId;
    };

    template <typename T>
    long long Signal<T>::uniqueId = 0;

    template <typename T>
    class Slot {
    public:
        typedef std::function<T> FunctionType;
        typedef Signal<T> SignalType;
        typedef std::shared_ptr<Signal<T>> SharedSignalType;

        //No protection against duplicates.
        std::shared_ptr<Signal<T>> connect(std::function<T> a_callback){
            if(observerLimit == std::numeric_limits<size_t>::max() || cullDeadObservers() < observerLimit){
                auto signal = Signal<T>::make(a_callback);
                observers.insert(signal);
                return signal;
            } else{
                return nullptr;
            }
        }
        //Duplicate Signals will not be added. If std::function ever becomes comparable this can all be much safer.
        bool connect(std::shared_ptr<Signal<T>> a_value){
            if(observerLimit == std::numeric_limits<size_t>::max() || cullDeadObservers() < observerLimit){
                observers.insert(a_value);
                return true;
            }else{
                return false;
            }
        }

        void disconnect(std::shared_ptr<Signal<T>> a_value){
            if(!inCall){
                observers.erase(a_value);
            } else{
                disconnectQueue.push_back(a_value);
            }
        }

        template <typename ...Arg>
        void operator()(Arg... a_parameters){
            inCall = true;
            SCOPE_EXIT{
                inCall = false;
                for(auto& i : disconnectQueue){
                    observers.erase(i);
                }
                disconnectQueue.clear();
            };

            for (auto i = observers.begin(); i != observers.end();) {
                if (i->expired()) {
                    observers.erase(i++);
                } else {
                    auto next = i;
                    ++next;
                    i->lock()->notify(std::forward<Arg>(a_parameters)...);
                    i = next;
                }
            }
        }

        void setObserverLimit(size_t a_newLimit){
            observerLimit = a_newLimit;
        }
        void clearObserverLimit(){
            observerLimit = std::numeric_limits<size_t>::max();
        }
        int getObserverLimit(){
            return observerLimit;
        }

        size_t cullDeadObservers(){
            for(auto i = observers.begin(); i != observers.end();) {
                if(i->expired()) {
                    observers.erase(i++);
                }
            }
            return observers.size();
        }
    private:
        std::set< std::weak_ptr< Signal<T> >, std::owner_less<std::weak_ptr<Signal<T>>> > observers;
        size_t observerLimit = std::numeric_limits<size_t>::max();
        bool inCall = false;
        std::vector< std::shared_ptr<Signal<T>> > disconnectQueue;
    };

    //Can be used as a public SlotRegister member for connecting slots to a private Slot member.
    //In this way you won't have to write forwarding connect/disconnect boilerplate for your classes.
    template <typename T>
    class SlotRegister {
    public:
        typedef std::function<T> FunctionType;
        typedef Signal<T> SignalType;
        typedef std::shared_ptr<Signal<T>> SharedSignalType;

        SlotRegister(Slot<T> &a_slot) :
            slot(a_slot){
        }

        //no protection against duplicates
        std::shared_ptr<Signal<T>> connect(std::function<T> a_callback){
            return slot.connect(a_callback);
        }
        //duplicate shared_ptr will not be added
        bool connect(std::shared_ptr<Signal<T>> a_value){
            return slot.connect(a_value);
        }

        void disconnect(std::shared_ptr<Signal<T>> a_value){
            slot.disconnect(a_value);
        }
    private:
        Slot<T> &slot;
    };

}

#endif

Поставляющая областьGuard.hpp:

#ifndef _MV_SCOPEGUARD_H_
#define _MV_SCOPEGUARD_H_

//Lifted from Alexandrescu ScopeGuard11 talk.

namespace MV {
    template <typename Fun>
    class ScopeGuard {
        Fun f_;
        bool active_;
    public:
        ScopeGuard(Fun f)
            : f_(std::move(f))
            , active_(true) {
        }
        ~ScopeGuard() { if(active_) f_(); }
        void dismiss() { active_ = false; }
        ScopeGuard() = delete;
        ScopeGuard(const ScopeGuard&) = delete;
        ScopeGuard& operator=(const ScopeGuard&) = delete;
        ScopeGuard(ScopeGuard&& rhs)
            : f_(std::move(rhs.f_))
            , active_(rhs.active_) {
            rhs.dismiss();
        }
    };

    template<typename Fun>
    ScopeGuard<Fun> scopeGuard(Fun f){
        return ScopeGuard<Fun>(std::move(f));
    }

    namespace ScopeMacroSupport {
        enum class ScopeGuardOnExit {};
        template <typename Fun>
        MV::ScopeGuard<Fun> operator+(ScopeGuardOnExit, Fun&& fn) {
            return MV::ScopeGuard<Fun>(std::forward<Fun>(fn));
        }
    }

#define SCOPE_EXIT \
    auto ANONYMOUS_VARIABLE(SCOPE_EXIT_STATE) \
    = MV::ScopeMacroSupport::ScopeGuardOnExit() + [&]()

#define CONCATENATE_IMPL(s1, s2) s1##s2
#define CONCATENATE(s1, s2) CONCATENATE_IMPL(s1, s2)
#ifdef __COUNTER__
#define ANONYMOUS_VARIABLE(str) \
    CONCATENATE(str, __COUNTER__)
#else
#define ANONYMOUS_VARIABLE(str) \
    CONCATENATE(str, __LINE__)
#endif
}

#endif

Пример приложения, использующего мою библиотеку:

#include <iostream>
#include <string>
#include "signal.hpp"

class Observed {
private:
    //Note: This is private to ensure not just anyone can spawn a signal
    MV::Slot<void (int)> onChangeSlot;
public:
    typedef MV::Slot<void (int)>::SharedSignalType ChangeEventSignal;

    //SlotRegister is public, users can hook up signals to onChange with this value.
    MV::SlotRegister<void (int)> onChange;

    Observed():
        onChange(onChangeSlot){ //Here is where the binding occurs
    }

    void change(int newValue){
        onChangeSlot(newValue);
    }
};

class Observer{
public:
    Observer(std::string a_name, Observed &a_observed){
        connection = a_observed.onChange.connect([=](int value){
            std::cout << a_name << " caught changed value: " << value << std::endl;
        });
    }
private:
    Observed::ChangeEventSignal connection;
};

int main(){
    Observed observed;
    Observer observer1("o[1]", observed);
    {
        Observer observer2("o[2]", observed);
        observed.change(1);
    }
    observed.change(2);
}

Вывод выше:

o[1] caught changed value: 1
o[2] caught changed value: 1
o[1] caught changed value: 2

Как вы можете видеть, слот автоматически отключает мертвые сигналы.

Ответ 4

У меня тоже было такое. Мои усилия можно найти в этом контексте, который будет продолжать развиваться.,

https://gist.github.com/4172757

Я использую другой стиль, более похожий на уведомления об изменениях в JUCE, чем сигналы BOOST. Управление подключением выполняется с использованием некоторого синтаксиса лямбда, который делает некоторый захват копией. Он работает до сих пор.

Ответ 5

Вот что я придумала.

Это предполагает, что нет необходимости агрегировать результаты от слушателей широковещательного сигнала. Кроме того, "slot" или Signal :: Listener является владельцем обратного вызова. Это должно соответствовать объекту, который ваша (я предполагаю...) лямбда, вероятно, захватывает, поэтому, когда этот объект выходит из области видимости, то же самое происходит и с обратным вызовом, который предотвращает его дальнейший вызов.

Вы также можете использовать методы, описанные в других ответах, чтобы хранить объекты-слушатели так, как вы можете искать.

template <typename... FuncArgs>
class Signal
{
    using fp = std::function<void(FuncArgs...)>;
    std::forward_list<std::weak_ptr<fp> > registeredListeners;
public:
    using Listener = std::shared_ptr<fp>;

    Listener add(const std::function<void(FuncArgs...)> &cb) {
        // passing by address, until copy is made in the Listener as owner.
        Listener result(std::make_shared<fp>(cb));
        registeredListeners.push_front(result);
        return result;
    }

    void raise(FuncArgs... args) {
        registeredListeners.remove_if([&args...](std::weak_ptr<fp> e) -> bool {
            if (auto f = e.lock()) {
                (*f)(args...);
                return false;
            }
            return true;
        });
    }
};

usage

Signal<int> bloopChanged;

// ...

Signal<int>::Listener bloopResponse = bloopChanged.add([](int i) { ... });
// or
decltype(bloopChanged)::Listener bloopResponse = ...

// let bloopResponse go out of scope.
// or re-assign it
// or reset the shared_ptr to disconnect it
bloopResponse.reset();

Я тоже сделал это с помощью более глубокого примера:https://gist.github.com/johnb003/dbc4a69af8ea8f4771666ce2e383047d