面向对象编程风格 VS 基于对象编程风格（boost::bind/function）

最新推荐文章于 2022-05-21 21:16:51 发布

pi9nc

最新推荐文章于 2022-05-21 21:16:51 发布

阅读量1k

点赞数

分类专栏：程序开发设计模式

程序开发同时被 2 个专栏收录

156 篇文章

订阅专栏

设计模式

39 篇文章

订阅专栏

面向对象编程风格 VS 基于对象编程风格（boost::bind/function）

分类： muduo网络库从零开始学C++ 2013-10-22 11:34 580人阅读评论(2) 收藏举报

基于对象面向对象 boostbindfunction

本文主要通过实现Thread 类来展现两种编程风格的不同点。

很多人没有区分“面向对象”和“基于对象”两个不同的概念。面向对象的三大特点（封装，继承，多态）缺一不可。通常“基于对象”是使用对象，但是无法利用现有的对象模板产生新的对象类型，继而产生新的对象，也就是说“基于对象”没有继承的特点。而“多态”表示为父类类型的子类对象实例，没有了继承的概念也就无从谈论“多态”。现在的很多流行技术都是基于对象的，它们使用一些封装好的对象，调用对象的方法，设置对象的属性。但是它们无法让程序员派生新对象类型。他们只能使用现有对象的方法和属性。所以当你判断一个新的技术是否是面向对象的时候，通常可以使用后两个特性来加以判断。“面向对象”和“基于对象”都实现了“封装”的概念，但是面向对象实现了“继承和多态”，而“基于对象”没有实现这些。----摘自网络

一、面向对象编程风格

Thread 类图：

注：下划线表示静态成员

Thread.h：

        C++ Code 
      

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

#ifndef _THREAD_H_
#define _THREAD_H_

#include <pthread.h>

class Thread
{
public:
Thread();
virtual ~Thread();

void Start();
void Join();

void SetAutoDelete( bool autoDelete);

private:
static void *ThreadRoutine( void *arg); //没有隐含的this 指针
virtual void Run() = 0;
pthread_t threadId_;
bool autoDelete_;
};

#endif // _THREAD_H_

Thread.cpp：

        C++ Code 
      

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39

#include "Thread.h"
#include <iostream>
using namespace std;

Thread::Thread() : autoDelete_( false)
{
cout << "Thread ..." << endl;
}

Thread::~Thread()
{
cout << "~Thread ..." << endl;
}

void Thread::Start()
{
pthread_create(&threadId_, NULL, ThreadRoutine, this);
}

void Thread::Join()
{
pthread_join(threadId_, NULL);
}

void *Thread::ThreadRoutine( void *arg)
{
Thread *thread = static_cast<Thread *>(arg);
thread->Run(); //线程结束，线程对象也得析构
if (thread->autoDelete_)
delete thread;
return NULL;
}

void Thread::SetAutoDelete( bool autoDelete)
{
autoDelete_ = autoDelete;
}

Thread_test.cpp：

        C++ Code 
      

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44

#include "Thread.h"
#include <unistd.h>
#include <iostream>
using namespace std;

class TestThread : public Thread
{
public:
TestThread( int count) : count_(count)
{
cout << "TestThread ..." << endl;
}

~TestThread()
{
cout << "~TestThread ..." << endl;
}

private:
void Run()
{
while (count_--)
{
cout << "this is a test ..." << endl;
sleep( 1);
}
}

int count_;
};

int main( void)
{
TestThread *t2 = new TestThread( 5);
t2->SetAutoDelete( true);
t2->Start();
t2->Join();

for (; ; )
pause();

return 0;
}

有几个点需要注意：

1、Thread类是虚基类，TestThread类继承来实现虚函数run()。

2、根据 pthread_create 的原型

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
                   void *(*start_routine) (void *), void *arg);

start_routine 参数是一般的函数指针，故不能直接将run() 作为此参数，因为run()是成员函数，隐含this指针，故实现一个静态成员函数ThreadRoutine(), 在里面调用run()，此外参数arg 我们传递this指针，在ThreadRoutine()内将派生类指针转换为基类指针来调用run()。

3、把run()实现为private是为了不让用户直接调用，因为这样根本就没有产生线程调度。

4、注意区分线程与线程对象，设置autoDetele_ 成员也是为了当线程结束时能够立刻销毁线程对象。在main函数内，主线程pthread_join()等待线程结束；run()结束后会delete 掉线程对象，否则要一直等到main函数结束才会被自动销毁。

二、基于对象编程风格

boost bind/function库的出现，替代了stl中的mem_fun,ptr_fun ,bind1st,bin2nd等函数，这些函数参考这里。

下面举例boost bind/function 的使用。

          C++ Code 
        

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27

#include <iostream>
#include <boost/function.hpp>
#include <boost/bind.hpp>
using namespace std;
class Foo
{
public:
void memberFunc( double d, int i, int j)
{
cout << d << endl; //打印0.5
cout << i << endl; //打印100
cout << j << endl; //打印10
}
};
int main()
{
Foo foo;
boost::function< void ( int)> fp = boost::bind(&Foo::memberFunc, &foo, 0. 5, _1, 10);
fp( 100);
boost::function< void ( int, int)> fp2 = boost::bind(&Foo::memberFunc, &foo, 0. 5, _1, _2);
fp2( 100, 200);
boost::function< void ( int, int)> fp3 = boost::bind(&Foo::memberFunc, boost::ref(foo), 0. 5, _1, _2);
fp3( 55, 66);
return 0;
}

boost bind/function 实现转换函数接口。

fp(100); 等价于 (&foo)->memberFunc(0.5, 100, 10); 即_1 是占位符，如果绑定的是一般的函数，则bind 中的参数中不再需要this指针，当然一般函数也没有类名前缀。

boost::ref() 表示引用，fp3(55, 66); 相当于foo.memberFunc(0.5, 55, 66);

Thread 类图：

typedef boost::function<void ()> ThreadFunc;

Thread.h：

          C++ Code 
        

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27

#ifndef _THREAD_H_
#define _THREAD_H_

#include <pthread.h>
#include <boost/function.hpp>

class Thread
{
public:
typedef boost::function< void ()> ThreadFunc;
explicit Thread( const ThreadFunc &func);

void Start();
void Join();

void SetAutoDelete( bool autoDelete);

private:
static void *ThreadRoutine( void *arg);
void Run();
ThreadFunc func_;
pthread_t threadId_;
bool autoDelete_;
};

#endif // _THREAD_H_

Thread.cpp：

          C++ Code 
        

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38

#include "Thread.h"
#include <iostream>
using namespace std;

Thread::Thread( const ThreadFunc &func) : func_(func), autoDelete_( false)
{
}

void Thread::Start()
{
pthread_create(&threadId_, NULL, ThreadRoutine, this);
}

void Thread::Join()
{
pthread_join(threadId_, NULL);
}

void *Thread::ThreadRoutine( void *arg)
{
Thread *thread = static_cast<Thread *>(arg);
thread->Run();
if (thread->autoDelete_)
delete thread;
return NULL;
}

void Thread::SetAutoDelete( bool autoDelete)
{
autoDelete_ = autoDelete;
}

void Thread::Run()
{
func_();
}

Thread_test.cpp：

          C++ Code 
        

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73

#include "Thread.h"
#include <boost/bind.hpp>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
using namespace std;

class Foo
{
public:
Foo( int count) : count_(count)
{
}

void MemberFun()
{
while (count_--)
{
cout << "this is a test ..." << endl;
sleep( 1);
}
}

void MemberFun2( int x)
{
while (count_--)
{
cout << "x=" << x << " this is a test2 ..." << endl;
sleep( 1);
}
}

int count_;
};

void ThreadFunc()
{
cout << "ThreadFunc ..." << endl;
}

void ThreadFunc2( int count)
{
while (count--)
{
cout << "ThreadFunc2 ..." << endl;
sleep( 1);
}
}

int main( void)
{
Thread t1(ThreadFunc);
Thread t2(boost::bind(ThreadFunc2, 3));
Foo foo( 3);
Thread t3(boost::bind(&Foo::MemberFun, &foo));
Foo foo2( 3);
Thread t4(boost::bind(&Foo::MemberFun2, &foo2, 1000));

t1.Start();
t2.Start();
t3.Start();
t4.Start();

t1.Join();
t2.Join();
t3.Join();
t4.Join();

return 0;
}

注意：Thread类不再是虚基类，run() 也不是虚函数，Thread 有个成员ThreadFunc func_，此时不再是通过继承基类来重新实现run()，进而实现多态；而是通过绑定不同的函数指针到func_ 上来实现不同的行为。我们既可以绑定一般的全局函数，也可以绑定其他类里面的成员函数，操作很方便。此外，Thread t3, t4 不能绑定到同一个类对象foo 上，因为此时MemFun() 和MemFun2() 都会去访问同一个对象foo的count_ ，就会出现问题了。

假设TcpServer是一个网络库，如何使用它呢？那要看它是如何实现的：

C编程风格：注册三个全局函数到网络库，网络库函数的参数有函数指针类型，里面通过函数指针来回调。

面向对象风格：用一个EchoServer继承自TcpServer（抽象类），实现三个纯虚函数接口OnConnection, OnMessage, OnClose。通过基类指针调用虚函数实现多态。

基于对象风格：用一个EchoServer包含一个TcpServer（具体类）对象成员server，在构造函数中用boost::bind 来注册三个成员函数，如server.SetConnectionCallback(boost::bind(&EchoServer::OnConnection, ...); 也就是设置了server.ConnectionCallback_ 成员，通过绑定不同的函数指针，调用server.ConnectionCallback_() 时就实现了行为的不同。如下所示。

         C++ Code 
       

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

class EchoServer
{
public:
EchoServer()
{
server_.SetConnectionCallback(boost::bind(&EchoServer::OnConnection, ...);
...
}
void OnConnection()
{
..
}

TcpServer server_;
};

参考：

muduo manual.pdf

《linux 多线程服务器编程：使用muduo c++网络库》