Виталий Ткаченко - Обратные вызовы в C++

template

void init(std::pair…)

{

}

int main()

{

init(std::make_pair(1, 2), std::make_pair(3,4), std::make_pair(0.3, 1e5));

}

Поскольку пакет параметров в нашем случае может быть только один, необходима структура данных, в которую можно упаковать объекты различных типов. На эту роль лучше всего подойдет кортеж.

Кортеж– это структура данных, которая используется для хранения объектов различных типов.

В STL кортеж реализуется шаблонным классом std::tuple, параметрами шаблона являются типы, которые будут храниться в кортеже. Этот класс как нельзя лучше подойдет для наших целей, потому что объекты вызова у нас также задаются параметрами шаблона.

Итак, у нас есть два набора: объекты вызова и данные, передаваемые в вызов. Какой набор упаковать в кортеж, а какой в пакет параметров? Рассмотрим различные способы упаковки наборов.

При использовании данного способа реализация распределения практически совпадает с описанной в Листинг 65 п. 5.2.2 с той разницей, что для передачи данных используется не переменная, а кортеж (Листинг 68).

template

void Call(CallData& data) // (1)

{

}

template

void Call(CallData& data, First& first, Others&…rest) // (2)

{

std::apply(first, data); // (3)

Call(data, rest…); // (4)

}

template

void Distribute1(std::tuple data, CallObjects… objects) // (5)

{

Call(data, objects…); // (6)

}

Распределяющая функция объявлена в строке 5. Входными параметрами функции являются кортеж данных вызова dataи пакет объектов вызова objects, типы их содержимого задаются параметрами шаблона. Внутри этой функции, в строке 6, происходит первый вызов рекурсивной функции, которой передаются соответствующие аргументы – кортеж и пакет.

Рекурсивная функция объявлена в строке 2. Эта функция извлекает очередной объект из пакета и осуществляет его вызов (строка 3). Здесь используется функция стандартной библиотеки std::apply, которая преобразует содержимое кортежа в список аргументов. Далее, в строке 4, пакет с оставшимися параметрами передается в рекурсивный вызов Call, и процесс повторяется до завершения рекурсии.

При использовании данного способа необходимо пройти по всем элементам кортежа и осуществить вызовы хранимых в нем объектов, передавая на вход пакет данных. Как осуществить обход содержимого кортежа?

Доступ к элементам кортежа осуществляется с помощью вызова

std::get(tuple),

где index– это порядковый номер элемента (начиная с 0), tuple– имя переменной-кортежа. Проблема в том, что индексы должны быть заранее определены как числовые константы, использование переменной для задания индекса не допускается 31 31 Это связано с тем, что функция получения элемента кортежа по индексу объявлена как шаблон с параметром – числовым значением. Переменные не могут выступать параметрами шаблона. . Поэтому здесь нельзя использовать ни циклы, ни функции с входным аргументом – индексом.

Можно попробовать объявить шаблон функции, в которой индекс задается параметром шаблона, а внутри функции изменить индекс и осуществить рекурсивный вызов. По идее, в этом случае для каждого индекса должна была бы сгенерироваться отдельная специализированная функция, однако стандарт не допускает специализацию шаблонов функций 32 32 В отличие от шаблонов классов, шаблоны функций могут быть перегружены. Если бы допускалась специализация шаблонов функций, то возникала бы неопределенность выбора перегруженной и специализированной функции. . Но специализация шаблонов классов допустима, поэтому выходом будет обернуть функцию в класс – оболочку и уже для класса объявлять специализацию по индексам. Реализация приведена в Листинг 69.

template // (1)

struct TupleIterator

{

static void IterateTupleItem(CallObjects& callObjects, CallData…callData) // (2)

{

const std::size_t idx = std::tuple_size_v – Index; // (3)

std::get(callObjects)(callData…); // (4)

TupleIterator::IterateTupleItem(callObjects, callData…); // (5)

}

};

template // (6)

struct TupleIterator<0, CallObjects, CallData…> // (7)

{

static void IterateTupleItem(CallObjects& callObjects, CallData… callData) // (8)

{

}

};

template // (9)

void Distribute2(std::tuple callObjects, CallData… callData) // (10)

{

TupleIterator // (11)

<

sizeof…(CallObjects), // (12)

std::tuple, // (13)

CallData… // (14)

>

::IterateTupleItem(callObjects, callData…); // (15)

}

В строке 1 объявляется шаблон структуры. Параметрами шаблона выступают индекс элемента кортежа, сам кортеж и пакет параметров, который определяет данные, передаваемые в вызываемый объект.

Внутри структуры в строке 2 объявлена функция, осуществляющая выполнение вызова для элемента кортежа. Входными параметрами этой функции будет кортеж объектов вызова и пакет данных вызова, элемент кортежа определяется индексом – параметром шаблона. Функция объявлена статической, чтобы не объявлять экземпляр структуры в процессе вызова. По сути дела, структура здесь не несет функциональной нагрузки, она выступает в качестве оболочки, чтобы обеспечить специализацию функции по индексу (поскольку непосредственная специализация шаблонов функций невозможна).

В строке 3 осуществляется пересчет индекса: от размера (количества элементов) кортежа отнимается текущий индекс. Это необходимо для того, чтобы обход кортежа осуществлялся в прямом порядке, от первого элемента к последнему. Если не выполнять пересчет индексов, то обход будет происходить в обратном порядке.

В строке 4 осуществляется вызов объекта. С помощью вызова getпо пересчитанному индексу осуществляется доступ к соответствующему элементу кортежа. Для указанного элемента выполняется вызов, на вход ему передается пакет данных callData, распакованный в список аргументов.

В строке 5 происходит рекурсивный вызов. Объявляется структура с новым значением параметра-индекса, уменьшенным на единицу. Вызывается соответствующая функция с передачей кортежа объектов и пакета параметров, и процесс повторяется заново.

С каждой итерацией значение индекса уменьшается, и когда оно станет равным нулю, необходимо остановить итерации, поскольку все элементы кортежа будут посещены. Для этой цели в строке 6 объявлена специализация структуры для нулевого индекса. Тело функции в этой структуре пустое, таким образом, рекурсия будет завершена.