是否可以保存带有参数的函数指针供以后使用？

Question

昨天，我试图编写一个基本的渲染器，其中渲染器控制何时将数据加载到着色器中，而可渲染对象对正在使用的着色器一无所知。作为一个顽固的人（并且没有运行睡眠充足），我花了几个小时试图将函数指针发送到渲染器，保存，然后运行在适当的时间。直到后来我才意识到我要构建的是一个消息系统。不过，这让我想知道，是否可以在以后的 c++ 中将带有参数的 函数指针 直接保存为运行。

我最初的想法是这样的：

// set up libraries and variables
Renderer renderer();
renderable obj();
mat4 viewMatrix();
// renderer returns and object id
int objID = renderer.loadObj(obj)

int main()
{
  //do stuff
  while(running)
  {
    //do stuff
    renderer.pushInstruction(//some instruction);
    renderer.render();
  }
}

// functionPtr.h
#include <functional>

class storableFunction
{
  public:
  virtual ~storableFunction = 0;
  virtual void call() = 0;
};

template<class type>
class functionPtr : public storableFunction
{
  std::function<type> func;
public:
  functionPtr(std::function<type> func)
    : func(func) {}
  void call() { func(); }
};

//renderer.h
struct  modelObj
{
  // model data and attached shader obj
  std::queue<storableFunction> instruction;
}

class renderer
{
  std::map<int, modelObj> models;
public:
    // renderer functions
    void pushInputDataInstruction(int id, //function, arg1, arg2);
    // this was overloaded because I did not know what type the second argument  would be
    // pushInputDataInstruction implementation in .cpp
    {
      models[id].instruction.push(functionPtr(std::bind(//method with args)))
    }
  void render();
};

//implantation in .cpp
{
  for(// all models)
  //bind all data
  applyInstructions(id);
  // this would call all the instructrions using functionptr.call() in the queue and clear the queue
  draw();
  // unbind all data
}

我意识到 boost 可能支持某种类似的功能，但我想避免使用 boost。

这样的事情是否可能，一般设计会是什么样子，它甚至会被用来做什么，因为消息总线是这样的事情的更成熟的设计模式？

Answer 1

std::bind 是一种方法，但如果您可以访问 C++ 11 及更高版本，则可能需要考虑改用 lambda。 Scott Meyer 建议在 Effective Modern C++.

中使用它们超过 std::bind（在大多数情况下）

一个 lambda 包含三个部分：

[] 部分，标识要捕获的值或引用，
() 部分，标识稍后调用 lambda 时将提供的参数。
{} 部分，标识如何处理捕获的值和参数

简单示例：

#include <iostream>

void printValue(int x) {
    std::cout << x << std::endl;
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    int x = 23;

    // [x] means 'capture x's value, keep it for later'
    // (int y) means 'I'll provide y when I invoke the lambda'
    auto storedFunction = [x](int y){return printValue(x + y);};

    x = 15;

    // Now we invoke the lamda, with y = 2
    // Result: 25 (23 + 2), even if x was changed after the lambda was created
    storedFunction(2); 
    return 0;
}

如果要捕获对 x 的引用，请使用 [&x]。在上面的示例中，结果将是 17（即 15 + 2）。如果您确实使用引用，请注意不要让 x 在 storedFunction 之前超出范围，因为它会成为对垃圾数据的悬空引用。

现在大多数编译器都支持 C++ 11，但您可能需要在项目设置中明确添加支持：

Visual Studio：项目Properties/C++/Language/C++语言标准
gcc：--std=c++11（或 14，或 17...）
CMake 还允许您设置标准：set (CMAKE_CXX_STANDARD 11)

Answer 2

Is it possible to save function pointers with arguments directly to be run at a later time in c++.

是，就是。

首先，如果您已经在使用 C++11 或更高版本，则不需要 boost 来处理您当前的问题。

最简单直观的方法是，将所有函数作为 lambda 函数（即 return lambda）并存储到您的

std::queue<storableFunction> instruction;

您将在此处找到有关 lambda 的详细说明：What is a lambda expression in C++11?

提供 storableFunction 的想法很好，因为您可以明确地为每个要存储到 modelObj 的成员函数指明函数指针类型。

但是，如果考虑存储到某些 STL 容器，则需要使用 std::function, with some type erasure overhead, which can deal with the different lambda functions，能够捕获范围内的变量）。

这里是 an example code 和 std::vector

#include <iostream>
#include <vector>
#include <functional>

int main()
{
  int arg1 = 4;
  std::string arg2 = "String";

  std::vector<std::function<void()>> vecFunPtr
  {
    [](int arg1 = 1){ std::cout << arg1 << std::endl; },
    [](float arg1 = 2.0f){ std::cout << arg1 << std::endl; },
    [](double arg1 = 3.0){ std::cout << arg1 << std::endl; },
    [&arg1, &arg2](){ std::cout << arg1 << " " << arg2 << std::endl; }
  };

  for(const auto& funs: vecFunPtr) funs(); // call the stored lambdas
  return 0;
}

输出:

1
2
3
4 String

在你的情况下，Renderer可以这样写。需要注意的一件事是，您需要采取一些变通方法来将不同的参数传递给成员函数（或者肯定是 lambda 捕获。）

旁注：Here您会找到一些技巧来避免因std::function而导致的性能问题，这可能会有所帮助。

class Renderer
{
  typedef std::queue<std::function<void()>> modelObj; // you might need modelObj for only this class
  typedef std::function<void()> fFunPtr;              // typedef for void(*)() using std::function
  std::map<int, modelObj> models;
public:
    // renderer functions can be written like returning a lambda
    fFunPtr rFun1(int arg1)    { return [](int arg1 = 1){ std::cout << arg1 << std::endl; }; }
    fFunPtr rFun2(double arg1) { return [](float arg1 = 2.0f){ std::cout << arg1 << std::endl; }; }
    // function to store them for latter use
    void pushInputDataInstruction(const int id, const fFunPtr& funPtr)
    {
      models[id].push(funPtr); 
    }
};

int main()
{
  Renderer objRender;
  //do stuff
  while(/*condition*/)
  {
    //do stuff
    objRender.pushInstruction(/* id number, function pointer*/)
    renderer.render();
  }
  return 0;
}

是否可以保存带有参数的函数指针供以后使用？

Is it possible to save a function pointer with arguments for later use?

c++

function-pointers

class

function

c++11