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c++ - 类型擦除成员函数指针的“正确”方法是什么？

问题描述

我正在编写一个测试夹具，其中涉及确保在适当的时间调用某些回调（实际上是 Qt 信号，但为了我的问题，这无关紧要）。为了帮助解决这个问题，我创建了一个帮助类来记录回调（信号）何时触发到列表中。

该列表需要能够记录触发了哪个回调（信号）。我也希望不需要专门为此目的创建一个新的枚举。我的想法是将信号的地址记录为类型擦除的指针，以便我可以根据信号的地址检查记录。

为了让我自己更轻松一些，我将信号类型记录为：

template <typename Object>
class SignalType
{
public:
  SignalType() = default;
  SignalType(SignalType const&) = default;
  SignalType(SignalType&&) = default;

  template <typename R, typename... Args>
  SignalType(R (Object::*member)(Args...))
    : member{reinterpret_cast<void (Object::*)()>(member)} {}

  template <typename R, typename... Args>
  bool operator==(R (Object::*other)(Args...)) const
  { return this->member == reinterpret_cast<void (Object::*)()>(other); }

private:
  void (Object::*member)() = nullptr;
};

这从使用的角度“隐藏”了类型擦除，所以我以后可以写：

QCOMPARE(event.type, &SomeObject::someMethod);

...无需使用演员阵容将其弄乱。

然而，GCC 很不高兴：

warning: cast between incompatible pointer to member types from ‘void (SomeObject::*)(...)’ to ‘void (SomeObject::*)()’ [-Wcast-function-type]

有没有办法让 GCC 开心而不诉诸于诊断#pragmas 来简单地关闭警告？有没有其他“更好”的方法来实现这种特殊的类型擦除？（请注意，我不需要调用封装的成员SignalType；我只需要能够测试是否相等。）

叹。应该搜索警告消息，而不是我想要做的。从技术上讲，我猜这是gcc 中不兼容函数类型之间的 Cast的副本，但是它只询问如何摆脱警告，并且不清楚代码试图完成什么。因此，为了让我在这里学到一些有用的东西，请关注是否有其他“更清洁”的方式来实现我的目标，而不是仅仅将其作为重复项关闭并说“它无法修复”。

标签： c++c++11function-pointersmember-function-pointers

解决方案

这是一个解决方案，它包含一个函数指针，它可以比较相同类型的两个值，同时还可以std::type_info在运行时检查两种类型是否相同。它将函数指针存储在char[].

#include <new>

template<typename Object>
class SignalType
{
public:
  SignalType() = default;
  SignalType(SignalType const&) = default;
  SignalType& operator=(SignalType const&) = default;

  template<typename R, typename... Args>
  SignalType(R (Object::*member)(Args...)) noexcept
    : comparator(&compare_members_from_void_ptr<R, Args...>) {
    using member_ptr_type = R(Object::*)(Args...);
    static_assert(sizeof(member_ptr_type) <= sizeof(void(Object::*)()), "Member pointer type too large?");
    static_assert(alignof(member_ptr_type) <= alignof(void(Object::*)()), "Member pointer align too large?");
    // Don't need to destruct since it has a trivial destructor
    new (member_storage) member_ptr_type(member);
  }

  bool operator==(const SignalType& other) const {
    if (!comparator) return !other.comparator;  // Check both empty
    // Same comparator implies same type
    return comparator == other.comparator && comparator(member_storage, other.member_storage);
  }
  bool operator!=(const SignalType& other) const {
    return !(*this == other);
  }

   // Return true if these contain pointers to members of the same type
  bool is_same_type_as(const SignalType& other) const {
    return comparator == other.comparator;
  }

  // true if holding a typed pointer (could still be nullptr)
  explicit operator bool() const {
    return comparator;
  }

  // Check if holding an `R(Object::*)(Args...)`
  template<typename R, typename... Args>
  bool is_type() const noexcept {
    return comparator && comparator == &compare_members_from_void_ptr<R, Args...>;
  }

  // Returns the held function pointer if it is of type R(Object::*)(Args...), else nullptr
  template<typename R, typename... Args>
  R(Object::* get() const noexcept)(Args...) {
    return is_type<R, Args...>() ? *static_cast<R(Object::**)(Args...)>(static_cast<void*>(member_storage)) : nullptr;
  }
private:
  alignas(void(Object::*)()) char member_storage[sizeof(void(Object::*)())];
  bool (*comparator)(const void*, const void*) = nullptr;

  template<typename R, typename... Args>
  static bool compare_members_from_void_ptr(const void* a, const void* b) noexcept {
    return *static_cast<R(Object::*const *)(Args...)>(a) == *static_cast<R(Object::*const *)(Args...)>(b);
  }
};

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