C++成员函数如何当作回调函数同时传递this指针

C/C++
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2023-06-23
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  • 1.普通函数作为注册函数
  • 2.静态函数作为注册函数
  • 3.成员函数作为注册函数
  • 首先来解释一地方

就我目前了解所知，有三种函数可以作为回调函数：

  • 1.普通函数
  • 2.静态函数（我用得少没有写，直接跳过）
  • 3.成员函数

1.普通函数作为注册函数

普通函数作为回调函数，比较简单，只要函数签名（返回值类型+参数类型）一致就可以了。

因为普通函数不是类成员函数，如果想要访问类成员，在执行回调函数的时候，要把对象指针传给回调函数，如下代码：

namespace yy0
{
	//普通全局函数
	void call_back(void* pointer);
 
	class A
	{
	public:
		A() {
			//初始化指针
			p_call_back = NULL;
			//单数最大的数
			num = 9;
		}
		~A() {}
	public:
		//打印这个数来验证是否正常调用回调函数
		int num;
	private:
		//指向回调函数的地址的指针
		void(*p_call_back)(void*);
 
	public:
		//用于注册回调函数
		void register_call_back(void(*p)(void*)) {
			if (p)
				p_call_back = p;
		}
 
		//执行回调函数
		void run_call_back() {
			if (p_call_back)
			{
				//把对象指针传递出去
				p_call_back(this);
			}		
		}
 
		//测试函数
		void test() {
			//注册
			register_call_back(call_back);
			//执行
			run_call_back();
		}
	};
 
	void call_back(void* pointer)
	{
		if (pointer)
		{
			//需要进行指针转换
			A* p = (A*)pointer;
			cout << "打印的值：" << p->num;
		}
	}
}
 
 
int main()
{
	yy0::A a;
	a.test();
	getchar();
	return 0;
}

结果正确打印，说明回调函数正常调用：

也可以定义一个全局的类对象指针：

namespace yy0
{
	//前置声明
	class A;
	//普通全局函数
	void call_back();
	//全局的类对象指针
	A* pointer = NULL;
	class A
	{
	public:
		A() {
			//给全局类对象指针赋值
			pointer = this; 
			//初始化指针
			p_call_back = NULL;
			//单数最大的数
			num = 9;
		}
		~A() {}
	public:
		//打印这个数来验证是否正常调用回调函数
		int num;
	private:
		//指向回调函数的地址的指针
		void(*p_call_back)();
 
	public:
		//用于注册回调函数
		void register_call_back(void(*p)()) {
			if (p)
				p_call_back = p;
		}
 
		//执行回调函数
		void run_call_back() {
			if (p_call_back)
			{
				//把对象指针传递出去
				p_call_back();
			}		
		}
 
		//测试函数
		void test() {
			//注册
			register_call_back(call_back);
			//执行
			run_call_back();
		}
	};
 
	
	void call_back()
	{
		if (pointer)
		{
			//需要进行指针转换
			A* p = (A*)pointer;
			cout << "打印的值：" << p->num;
		}
	}
}

这也可以正确执行，但是这种定义全局的对象指针有风险。如果只创建一个A的对象，就可以正常使用，不会出现什么太大问题。但是，一旦创建的对象个数≥2，那么就造成数据读取错误的问题。

可以想象一下，创建对象a1时，全局对象指针pointer是指向a1的位置，那么读取的pointer->num，是a1对象的num。

然后再创建a2，那么全局对象指针pointer就变成了指向a2的位置（因为pointer是个全局变量，从始至终只有一个这个变量），那么执行a2.text()，pointer->num读取的是a2的num。

如果执行a1.text()，那么此时，pointer->num读取的也是a2的num，而不是a1的num。更严重的是，一旦删除了a1或者a2，就会造成另外一个对象访问内存失败的问题。

2.静态函数作为注册函数

这个就自行上网查看吧，我用的少就不写了。

3.成员函数作为注册函数

假设场景：A类成员函数作为B类回调函数

《深度探索C++对象模型》这本书讲到，类成员函数都有一个隐藏参数用于传递this指针，这个this传递给函数由编译器来完成，不需要用户来做。

直接上代码：

namespace yy3
{
 
	class B
	{
	public:
		B() {
			pointer = NULL;
		}
		~B() {}
 
	public:
		//存放A类的this指针
		void* pointer;
		//指向回调函数
		void(__stdcall *pCallBack)(void*);
	public:
		/*
		@函数作用：注册回调
		@输入参数：
		void(*p)(void*)			-- 输入A类的回调函数的地址
		void* p_this			-- 输入A类的this指针
		*/
        //②
		void register_fun(void(__stdcall *p)(void*), void* p_this) {
			pCallBack = p;
			pointer = p_this;
		}
 
		//执行回调
        //③
		void run_call_back() {
			if (pCallBack)
				pCallBack(pointer);
		}
 
	};
 
 
	class A
	{
	public:
		A() {
			a = 5;
		}
		A(int num) {
			a = num;
		};
		~A() {}
	public:
		//在A类中定义一个B类的变量
		B b;
		//拿来测试的变量
		double a;
 
		//定义联合，不知道原理，网上查到的技巧
		union for_callback {
			void(__stdcall *fun_int_c)(void*);
			void (A::*fun_in_class)(void*);
		}fp;
	public:
		//要拿来注册的回调函数
		void call_back(void* p) {
			A* pointer = (A*)p;
			//能打印出正确的a值就对了
			cout << "a:" << pointer->a << endl;
		}
 
		//测试函数
        //①
		void test() {
			fp.fun_in_class = &A::call_back;
			b.register_fun(fp.fun_int_c, this);
			b.run_call_back();
		}
 
	};
}
 
int main()
{
	yy3::A a;
	a.test();
	getchar();
	return 0;
}

首先来解释一地方

1.__stdcall声明：这个看情况，我在公司电脑写的时候不需要加这个关键字，自己的电脑就要加这个。就是一个传参约定，可以上网查。

2.

//定义联合，不知道原理，网上查到的技巧
union for_callback {
    void(__stdcall *fun_int_c)(void*);
    void (A::*fun_in_class)(void*);
}fp;

使用union，这个说是为了逃避编译器检查，原理我也不太懂，如果有知道原理的大神，麻烦告诉一下下，感谢感谢。我直接就拿来用了。

3.前面说了成员函数有个隐含传递指针的参数，所以函数指针：

//指向回调函数
void(__stdcall *pCallBack)(void*);

需要定义参数为void*的函数指针，用于传递A类的this指针

4.因为函数指针是B类的成员，而函数指针接受的参数是A类的this指针，我们不能直接这样使用：

void run_call_back() {
	if (pCallBack)
		pCallBack(this);
}

这个pCallBack(this)中的this是指向B类对象的地址而非A类对象的地址，因此，在B类定义一个成员：void* pointr，用于保存A类对象的指针，然后这样使用

//执行回调
void run_call_back() {
	if (pCallBack)			
    pCallBack(pointer);
}

这样就运行回调函数，同时传递A类对象指针。

5.（无参这一点单独在这里说）当然，虽然成员函数有自带隐藏参数，我们也可以把它转换成无参的函数，修改这些地方：

//【1】
//指向回调函数
void(__stdcall *pCallBack)(void*);
//修改为
void(__stdcall *pCallBack)();
 
//【2】
void register_fun(void(__stdcall *p)(void*), void* p_this) {
	pCallBack = p;
	pointer = p_this;
}
//修改为
void register_fun(void(__stdcall *p)(), void* p_this) {
	pCallBack = p;
	pointer = p_this;
}
 
//【3】
//执行回调
void run_call_back() {
	if (pCallBack)
		pCallBack(pointer);
}
//修改为
void run_call_back() {
	if (pCallBack)
		pCallBack();
}
 
//【4】
union for_callback {
	void(__stdcall *fun_int_c)(void*);
	void (A::*fun_in_class)(void*);
}fp;
//修改为
union for_callback {
	void(__stdcall *fun_int_c)();
	void (A::*fun_in_class)();
}fp;
 
//【5】
//要拿来注册的回调函数修改为
void call_back() {
	cout << "a:" << this->a << endl;
}

这种情况编译能通过，但是void call_back()使用this指针，是无法正确读取内存的值，如下

言归正传。

成员函数转为带一个void*参数的函数运行情况如下：

 结果也是一个不正确的值，因此进行调试查看，把断点放在这个函数上，发现了一个奇怪的问题：

		//要拿来注册的回调函数
		void call_back(void* p) 
		{
			A* pointer = (A*)p;
			//能打印出正确的a值就对了
			cout << "a:" << pointer->a << endl;	
		}

pointer是A类对象的指针，pointer通过函数指针pCallBack(pointr)传递给了call_back(void* p)，从理论上讲，p的值要与pointer保持一致才对。但是p的值与pCaalBack相同，也就是p是函数指针，特别奇怪。我也不知道什么原因，所以如果有人知道，麻烦跟我讲一下，在这里先谢谢了。

我无法解决这个问题，所以尝试了将函数指针转为带有两个void*参数的函数，竟然可以传递正确的this指针，算是瞎猫碰上死耗子，代码跟上面类似，如下：

namespace yy3
{
 
	class B
	{
	public:
		B() {
			pointer = NULL;
		}
		~B() {}
 
	public:
		//存放A类的this指针
		void* pointer;
		//指向回调函数
		void(__stdcall *pCallBack)(void*, void*);
	public:
		/*
		@函数作用：注册回调
		@输入参数：
		void(*p)(void*,void*)	-- 输入A类的回调函数的地址
		void* p_this			-- 输入A类的this指针
		*/
		void register_fun(void(__stdcall *p)(void*, void*), void* p_this) {
			pCallBack = p;
			pointer = p_this;
		}
 
		//执行回调
		void run_call_back() {
			if (pCallBack)
				//需要两个指针作为参数，干脆就传递两个pointer吧
				pCallBack(pointer,pointer);
		}
 
	};
 
 
	class A
	{
	public:
		A() {
			a = 5;
		}
		A(int num) {
			a = num;
		};
		~A() {}
	public:
		//在A类中定义一个B类的变量
		B b;
		//拿来测试的变量
		double a;
 
		//定义联合，不知道原理，网上查到的技巧
		union for_callback {
			void(__stdcall *fun_int_c)(void*, void*);
			void (A::*fun_in_class)(void*, void*);
		}fp;
	public:
		//要拿来注册的回调函数
		void call_back(void* p, void* pp)
		{
			A* pointer = (A*)p;
			//能打印出正确的a值就对了
			cout << "a:" << pointer->a << endl;	
		}
 
		//测试函数
		void test() {
			fp.fun_in_class = &A::call_back;
			b.register_fun(fp.fun_int_c, this);
			b.run_call_back();
		}
 
	};
}

结果是正确的：

 从图上可知，pCallBack（函数指针）的值，与p和pp都不同，无论是p还是pp，这两个值都是A类对象的地址，也就是说，已经成功把A的this指针传递进来了。因此结果也是正确的。

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