C++ 实现简单的闭包

原创
2016/12/08 11:15
阅读数 3.8K

这里的闭包指的是一个闭包类,这个闭包类使用一个通用的辅助接口函数(如 NewCallback)来生成。在生成的时候传入需要使用的函数指针以及这个函数将要使用到的参数,生成闭包工具类后再使用一个通过的辅组函数(如 Run)让函数指针执行。闭包将函数和参数封装到类中,在一定的场景下进行使用,这就是闭包的作用。

示例

#include <iostream>
#include <string>

class Closure {
public:
    Closure() {}
    ~Closure() {}

    virtual void Run() = 0; //纯虚函数
};

template <typename Arg1>
class FunctionClosure1 : public Closure {
public:
    typedef void (*FunctionType)(Arg1);

    FunctionClosure1(FunctionType f, Arg1 arg1) :
        _f(f),
        _arg1(arg1) {
        }
    ~FunctionClosure1() {
    }

    virtual void Run() {
        _f(_arg1);
        delete this;
    }
private:
    FunctionType _f;
    Arg1 _arg1;
};

template <typename Arg1>
Closure* NewCallback(void(*function)(Arg1), Arg1 arg1) {
    return new FunctionClosure1<Arg1>(function, arg1);
}

// 带一个参数的函数
template<typename type>
void foo(type data) 
{
    std::cout << "foo data=" << data << std::endl;
}

int main()
{
    Closure* closure;
    closure = NewCallback(foo<std::string>, std::string("titus"));
    //等价于 closure = new FunctionClosure1<std::string>(foo<std::string>, std::string("titus"));
    closure->Run();
    //自己释放 delete closure
    return 0;
}

Closure 定义为纯虚类,不能实例化,必须由子类实现它的虚函数后再才能实例化。

FunctionClosure1 为 Closure 的子类,定义为模版类,可以定制传入参数的类型。它有两个私有成员,函数指针成员 _f,参数 _arg1,在成员方法 Run 中会让函数 _f 传入参数 _arg1 进行调用。而函数指针成员是在类初始化时传入的,相当于函数也是可以定制的。运行完之后 delete this,这是因为 NewCallback 在堆上 new 了一个对象,这里自动进行资源释放,当然也可以自己释放。

NewCallback 是一个辅助函数,用来生成子闭包类,它需要传入函数指针和参数。

在使用时,父指针指向 NewCallback创建的子类,同时传入函数指针和参数,最后调用子类继承实现的 Run 方法。

这么看来,闭包可以看成是对回调函数的封装。

标准库写法

头文件引入 functional 标准库,用 C++11 的写法也可以实现上述例子

std::function<void(string)> std_closure=foo;
std_closure(string("test std"));

使用 lambda 表达式

std::function<void()> std_closure = []() {foo(string("test lambda"));};
std_closure();

参考

http://www.cnblogs.com/Aion/p/3449756.html

http://yingshin.github.io/c/cpp/2015/12/01/closure-implement-in-C++

http://www.cnblogs.com/lvpengms/archive/2011/02/21/1960078.html

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兔之博主

引用来自“Windoze”的评论

还不如这样:
`std::function<void()> closure=[=](){ foo(some_string_from_outside); };`
可以这么写,这篇文章相当于简单实现下类 function 的功能。
2016/12/09 15:31
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还不如这样:
`std::function<void()> closure=[=](){ foo(some_string_from_outside); };`
2016/12/09 14:34
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兔之博主

引用来自“magiclogy”的评论

无论是函数对象还是lambda都比这个靠谱吧?
函数对象的函数计算逻辑是写在 () 运算符里,闭包类的函数是从外面传入,后者具有更好的封装性。
2016/12/09 09:34
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兔之博主

引用来自“magiclogy”的评论

无论是函数对象还是lambda都比这个靠谱吧?
和 lambda 表达式一样,异步回调。
2016/12/09 09:26
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看了3遍我还没搞明白这种实现方式应用在什么场景?
2016/12/09 03:36
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无论是函数对象还是lambda都比这个靠谱吧?
2016/12/08 20:01
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