boost::function

本文详细介绍了Boost.Function的功能和用法,包括基本使用示例和高级应用技巧。通过具体代码示例展示了如何利用Boost.Function来实现函数封装、回调机制及与Boost.Bind的结合使用。

一、介绍

boost::function 就是一个函数的包装器(function wrapper),用来定义函数对象。它的概念很像广义上的回调函数。它以对象的形式封装了原始的函数指针或函数对象,能够容纳任意符合函数签名的可调用对象。因此,它可以被用于回调机制,暂时保管函数或函数对象,在之后需要的时机在调用,使回调机制拥有更多弹性。回调函数的一种形式就是:C语言中的typedef 返回类型 (*pointer)(参数列表),如:

typedef boost::function<void(bool, int, int)> RequestCallback;

二、使用

头文件:

 #include<boost/function.hpp>
 using namespace boost;

示例:

int fsum(int i, int j)
{
    return i + j;
}

class Person
{
public:
    void operator() (std::string name, int age)
    {
        std::cout << name << ": " << age << std::endl;
    }
};

class Car
{
public:
    Car(){}
    virtual ~Car(){}
    void info(int i)
    {
        std::cout << "info = " << i << std::endl;
    }
};

void test_function()
{
    // 1. 普通函数
    boost::function<int(int, int)> func1;
    func1 = fsum;
    std::cout << "4 + 5 = " << func1(4, 5) << std::endl;

    // 2. 函数对象
    boost::function<void(std::string, int)> func2;
    Person person;
    func2 = person;
    func2("myname", 30);

    // 3. 成员函数
    boost::function<void(Car*, int)> func3;
    func3 = &Car::info;
    Car car;
    func3(&car, 25);

    // 4. 空函数
    boost::function<int(int, int)> func4;
    assert(func4.empty());
    assert(!func1.empty());
    func1.clear();
    assert(func1.empty());
    try
    {
        func1(4, 5);
    }
    catch (std::exception& e)
    {
        std::cout << e.what() << std::endl;
    }
}

三、高级用法

function可以配合bind使用,存储bind表达式的结果,使bind可以被多次调用,bind函数返回的是一个函数对象。
示例1:

#include "boost/bind.hpp" 

namespace 
{ 
  void overload(int param1, float param2, int param3) {} 
  void overload(int param) {} 
  void overload(float param) {} 

  class Class 
  { 
  public: // interface 
    void overload(float param) {} 
    void overload(int param) {} 
  }; 

} // namespace 

int main(int arg, char** argv) 
{ 
  // non-member 
  boost::bind(::overload, _1, _2, _3); // can bind normally 
  typedef void (*NonMemberFuncType)(int); 
  boost::bind(static_cast<NonMemberFuncType>(::overload), _1); 

  // member 
  Class* objPtr = new Class(); 
  typedef void (Class::*OverloadFuncType)(float); 
  boost::bind(static_cast<OverloadFuncType>(&Class::overload), objPtr, _1); 

} // main 

示例2:

#include "boost/function.hpp" 
#include "boost/bind.hpp" 

#include <string> 
#include <iostream> 

namespace 
{ 
  void function(int number, float floatation, std::string string) 
  { 
    std::cout << "Int: \"" << number << "\" Float: \"" << floatation 
              << "\" String: \"" << string << "\"" << std::endl; 
  } 

} // namespace 

int main(int c, char** argv) 
{ 
  // declare function pointer variables 
  boost::function<void(std::string, float, int)> shuffleFunction; 
  boost::function<void(void)> voidFunction; 
  boost::function<void(float)> reducedFunction; 

  // bind the methods 
  shuffleFunction = boost::bind(::function, _3, _2, _1); 
  voidFunction = boost::bind(::function, 5, 5.f, "five"); 
  reducedFunction = boost::bind(::function, 13, _1, "empty"); 

  // call the bound functions 
  shuffleFunction("String", 0.f, 0); 
  voidFunction(); 
  reducedFunction(13.f); 

} // main 

参考:
http://blog.youkuaiyun.com/fengbangyue/article/details/7185340
http://blog.youkuaiyun.com/huang_xw/article/details/8249278
http://www.radmangames.com/programming/how-to-use-boost-bind

在调试ROS(Robot Operating System)应用程序时,如果遇到与 `boost::signals2::detail::signal_impl` 和 `ros::PollManager::threadFunc` 相关的堆栈跟踪,通常表明问题发生在ROS内部信号处理机制或线程调度过程中。以下是如何使用GDB分析这类堆栈跟踪,并定位潜在问题的方法。 ### 使用 GDB 获取堆栈跟踪 当程序崩溃或者出现异常行为时,可以通过 GDB 捕获当前调用堆栈信息: 1. 启动 GDB 并附加到目标进程: ```bash gdb -p <pid> ``` 2. 在 GDB 提示符下输入以下命令以获取堆栈跟踪: ``` bt ``` 该命令会显示当前线程的函数调用链。 ### 分析涉及 Boost.Signals2 的堆栈 Boost.Signals2 是一个用于实现回调函数机制的库,在 ROS 中广泛用于事件通知系统。当堆栈中出现 `boost::signals2::detail::signal_impl` 时,这通常意味着某个信号被触发并执行了连接的槽函数。 ```cpp #0 0x00007ffff5c3a42d in raise () from /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 #1 0x00007ffff5c3c02a in abort () from /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 #2 0x00007ffff7dea545 in __gnu_cxx::__verbose_terminate_handler() () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 #3 0x00007ffff7de86b6 in ?? () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 #4 0x00007ffff7de8701 in std::terminate() () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 #5 0x00007ffff7de8919 in __cxa_throw () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 #6 0x00007ffff7f6b5f0 in boost::throw_exception<boost::bad_function_call> () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libboost_system.so.1.65.1 #7 0x00007ffff0c1e9f6 in boost::function0<void>::operator()() const () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libboost_signals2.so.1.65.1 #8 0x00007ffff0c1dcd5 in boost::signals2::detail::call_slot_invoker<boost::function<void ()>, void>::invoke<boost::shared_ptr<boost::signals2::detail::connection_body_base> > (this=..., conn=...) at /usr/include/boost/signals2/detail/signal_template.hpp:84 #9 0x00007ffff0c1d43a in boost::signals2::detail::signal0_impl<void, boost::signals2::optional_last_value<void>, int, std::less<int>, boost::function<void ()>, boost::function<const boost::shared_ptr<boost::signals2::detail::connection_body_base>& ()>, boost::signals2::mutex>::operator()() at /usr/include/boost/signals2/detail/signal_template.hpp:392 #10 0x00007ffff0c1cb78 in ros::SignalHandler::sigintHandler(int) () from /opt/ros/melodic/lib/libroscpp.so ``` 上面的堆栈显示了一个典型的场景:在处理 `SIGINT` 信号时,通过 Boost.Signals2 触发了回调函数。如果在这个过程中发生异常(例如空指针解引用或无效函数调用),则可能导致程序崩溃。 ### 调试技巧 - **检查回调注册**:确保所有通过 `boost::connect` 或 `ros::NodeHandle::subscribe` 注册的回调函数都有效且未提前释放。 - **查看上下文变量**:在 GDB 中可以使用 `frame <n>` 切换到特定堆栈帧,并使用 `print` 命令查看局部变量和参数。 - **设置断点**:可以在关键函数(如 `boost::signals2::detail::signal_impl::operator()`)上设置断点,观察其调用时机和参数传递情况。 - **多线程调试**:ROS 多线程环境下,应使用 `info threads` 查看所有线程状态,并切换线程进行分析。 ### 示例代码片段 以下是一个简单的 Boost.Signals2 回调注册示例,用于演示如何安全地管理回调生命周期: ```cpp #include <boost/signals2.hpp> #include <iostream> void callbackFunction() { std::cout << "Callback invoked!" << std::endl; } int main() { boost::signals2::signal<void()> sig; // 连接回调函数 auto connection = sig.connect(callbackFunction); // 触发信号 sig(); // 断开连接(可选) connection.disconnect(); return 0; } ``` 在此示例中,`connection.disconnect()` 可防止后续对已失效回调的调用,从而避免潜在的崩溃风险。 ---
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