函数指针模板

        我们知道要使用一个函数指针，则必须声明一个函数指针类型，然后再定义一个函数指针变量。我们一般声明的函数指针，如：void (*funcPro)(int)，那用这个函数指针类型定义的变量，可以指向一个“返回值是 void，带一个 int 类型的参数的函数”。假如要使用其他类型的返回值的，或是不同的参数类型的，那只能再去声明一个函数指针。今天看一种模板，它可以指定返回值和参数类型（及参数个数），然后就可以很轻松的定义出所需要的函数指针了。

        首先看一个如何使用 boost （为什么使用 boost? 好像c++11里很多特性都是从boost代码移植的）里的类模板:

//头文件Thread.h
 
#ifndef __UNI_THREAD_H__
#define __UNI_THREAD_H__
 
#include 
#include 
#include 
 
 
class CThread: public boost::noncopyable
{
public:
    typedef boost::function0<void> threadProc;
    explicit CThread(const threadProc& proc, std::string threaName);
    ~CThread();
 
    void createThread();
 
    bool started()const 
    {
        return mStarted;
    }
 
    pid_t tid() const
    {
        return mTid;
    }
 
    const std::string& name()const
    {
        return mName;
    }
 
    int join();
private:
    static void* startThread(void* arg);
 
    void runInThread();
private:
    bool       mStarted;
    pthread_t  mPthreadId;
    pid_t      mTid;
    threadProc funcProc;
    std::string     mName;
};
 
#endif

主要看 typedef boost::function0 threadProc; 这里的 function0 其实是一个类模板，它的实参是 void。那这个类模板是怎么定义的呢？我们跳到它的定义处是这样的：

我们看到它的类名是  BOOST_FUNCTION_FUNCTION，然而这个名称和 function0 有什么联系呢？这个其实是一个宏定义：

而 BOOST_JOIN 也是一个宏：

这些宏最终的目的是把 两个参数连在一起，即经过 BOOST_JOIN(function,BOOST_FUNCTION_NUM_ARGS) 后，BOOST_FUNCTION_FUNCTION=functionBOOST_FUNCTION_NUM_ARGS，而这个 BOOST_FUNCTION_NUM_ARGS 是一个宏，那这个宏是什么呢？

这是在 /usr/include/boost 目录下搜索出来的结果（我CentOS已经下载安装了 boost库，所以有这个目录），所以这个 BOOST_FUNCTION_NUM_ARGS 有可能是这些值，那也就是说BOOST_FUNCTION_FUNCTION=function0（或function1、function2、function3、function4、function5、function6、function7、function8、function9、function10）。那是不是有这些 functionX 模板定义呢？通过对上面的头文件 Thread.h 进行预编译：

g++ -std=c++11 -I./include -E ./include/Thread.h -o macroFunction

得到的文件 macroFunction 可以看到类模板的基本声明：

 然后真正的 function0 模板定义为：

它其实就是：

template<typename R>
class function0 : public function_base
{
    
}

 function1 类模板定义为：

function2 类模板的定义为：

function10 类模板的定义为：

所以经过预编译，已经生成了 11 个类模板的声明及定义。这样你就可以这样使用：

typedef boost::function0<void> threadProc;
 
//或
typedef boost::function1<void, int> threadProc;
 
//或
typedef boost::function2<void, int, int> threadProc;
 
//或
typedef boost::function3<void, int, int, double> threadProc;

 在使用的时候，模板名称中为0，1，2，3，... 10 表示除第一个外实参的个数，第一个表示返回值。如最开始代码中的使用：

class CThread: public boost::noncopyable
{
public:
    typedef boost::function0<void> threadProc;
    explicit CThread(const threadProc& proc, std::string threaName);

构造函数CThread 的第一个参数就是一个类模板，使用：

CThread::CThread(const threadProc& proc, std::string threaName):
mStarted(false),
mPthreadId(-1),
funcProc(proc),
mName(threaName)
{
 
}
 
void CThread::createThread()
{
    assert(!mStarted);
    mStarted = true;
 
    errno = pthread_create(&mPthreadId, NULL, startThread, this);
    if(errno < 0)
    {
 
    }
}
 
void* CThread::startThread(void* arg)
{
    CThread *thread = static_cast(arg);
    thread->runInThread();
    return nullptr;
}
 
void CThread::runInThread()
{
    mTid = CurrentThread::tid();
    if(funcProc)
    {
        funcProc();
    }
}

 创建线程后，执行线程函数，线程函数里调用了 funcProc();  这里 funcProc 是一个类模板定义出来的类，像这种 funcProc() 来执行的方法，在c++里被称为仿函数，即变量是一个类，但可以像函数一样调用。那这个怎么实现的呢？其实就是重载了() ，这样在执行 funcProc() 时，就是调用类的重载 operator()，查看之前预编译的文件中有：

result_type operator()( T0 a0 , T1 a1) const
{
  if (this->empty())
	boost::throw_exception(bad_function_call());
 
  return get_vtable()->invoker
		   (this->functor , a0 , a1);
}

这个是 function2 类模板里的 operator() 重载。所以，经过上面这些介绍，我们可以知道，在经过预编译后，已经有了 function0~function10 的类模板了，只有在使用的时候才会生成对应的代码，即我这样使用：typedef boost::function2 threadProc; 那编译出来的.o 文件里肯定有这个 function2 的声明及定义，用 nm 命令可以查看：

这个boost库里的function代码看起来还是复杂的，而以前的老代码（c++11没出来前）也用到类似的模板，只是比这个简单，可读性也比较好。如下列的声明：

//TFuction1
#define FUNCTION_NUMBER 1
#define FUNCTION_CLASS_TYPES typename R, typename T1
#define FUNCTION_TYPES T1
#define FUNCTION_TYPE_ARGS T1 a1
#define FUNCTION_ARGS a1
#define FUNCTION_CLASS_TYPE R, T1
#include "FunctionTemplate.h"
#undef FUNCTION_CLASS_TYPE
#undef  FUNCTION_NUMBER
#undef  FUNCTION_CLASS_TYPES
#undef	FUNCTION_TYPES
#undef	FUNCTION_TYPE_ARGS
#undef	FUNCTION_ARGS
 
//TFuction2
#define FUNCTION_NUMBER 2
#define FUNCTION_CLASS_TYPES typename R, typename T1, typename T2
#define FUNCTION_TYPES T1, T2
#define FUNCTION_TYPE_ARGS T1 a1, T2 a2
#define FUNCTION_ARGS a1, a2
#define FUNCTION_CLASS_TYPE R, T1, T2
#include "FunctionTemplate.h"
#undef FUNCTION_CLASS_TYPE
#undef  FUNCTION_NUMBER
#undef  FUNCTION_CLASS_TYPES
#undef	FUNCTION_TYPES
#undef	FUNCTION_TYPE_ARGS
#undef	FUNCTION_ARGS

这个 FUNCTION_NUMBER 和 上面boost 代码里的 BOOST_FUNCTION_NUM_ARGS 是一样的，其类模板定义为：

 也是一样，经过预编译，会生成 TFunction1、TFunctino2的定义，这样就可以使用了，讲到这里应该了解了这个 boost::functionX<> 的用法，其实现细节还需要仔细读代码，也可以参考这里：Member Function Pointers and the Fastest Possible C++ Delegates - CodeProject