??? 在 Java 、 C ＃等語言或者說其類庫中，都實現(xiàn)了事件模型。而 c++ 語言本身并沒有定義事件機制，并且在目前眾多優(yōu)秀的 c++ 類庫，包括 STL 、 Boost 等都沒有實現(xiàn)類似的事件機制。當我們被 MFC 的消息搞得頭昏眼花之時，是否有沖動自己去實現(xiàn)一個簡單的事件模型呢。我想，有著相同想法的人肯定很多，而真正動手來寫可能會碰到各種各樣的困難。下面就讓我們一步步來編寫一個簡單的事件模型。

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一、 了解事件模型的機制

在開始之前，我們有必要簡單的了解一下事件模型的機制。事實上，事件模型的機制不止一種， Java 和 c# 的事件機制就不太一樣，不過事件模型的基礎都是一樣，那就是一般都使用 Observer 設計模式。關于 Observer 設計模式，希望詳細了解的朋友可以參考《設計模式》一書，在這里我們就不詳細的介紹，只是參照 c# 的事件機制來實現(xiàn)。

在 c# 中，我們可以以 event 關鍵字聲明一個事件，然后我們可以將一個函數(shù)委托掛接在這個事件上，當事件被調用時，則所有掛接的函數(shù)也會被調用。這里有一個比較難以理解的詞大概是委托，其實也不難理解。委托其實就是一種函數(shù)包裝類，這種類可以把任何函數(shù)的指針保存起來，等到需要調用的時候再調用，并且這種類的實例必須能夠掛接到事件之中。

看了上面這段話，是不是覺得其實事件模型也并不復雜。還想對事件模型了解得更多？我這里就不繼續(xù)了，感興趣的朋友可以查找一下相關的資料。下面我們就開始在 c++ 中編寫一個簡單的事件模型。

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二、 設計一個簡單的 c++ 事件模型

因為一個事件模型其實就是一個典型的 Observer 設計模式，因此最重要的就是 Subject( 目標類 ) 和 Observer( 觀察者類 ) 的設計。

首先，我們需要一個事件類，它其實是一個抽象的 Subject 。它是一個基類，所有的其他事件都從它繼承，并且用戶只需要從這個基類繼承就可以自定義事件。我們不仿將這個類定義為 CEvent 。 CEvent 的聲明如下：

class CEvent ?

{

public :

????????

???????? typedef list < CEventHandler > data_type ;

?

???????? CEvent ();

?

???????? virtual ~ CEvent ();

?

???????? void operator ()()

???????? {

???????? ???????? data_type :: iterator it ;

??????????????????????????? ????????

?????????????????? for ( it = m_observer . begin (); it != m_observer . end (); ++ it )

?????????????????? {

?????????????????? ???????? (* it )(* this );

?????????????????? }

???????? }

?

???????? CEvent & operator += ( const CEventHandler & handler )

???????? {

???????? ???????? Register ( handler );

?????????????????? return * this ;

???????? }

?

???????? CEvent & operator -= ( const CEventHandler & handler )

???????? {

???????? ???????? UnRegister ( handler );

?????????????????? return * this ;

???????? }

?

???????? void Register ( const CEventHandler & handler )

???????? {

???????? ???????? m_observer . push_back ( handler );

???????? }

?

???????? void UnRegister ( const CEventHandler & handler )

???????? {

???????? ???????? m_observer . remove ( handler );

???????? }

?

protected :

?

???????? // 將偵聽的所有函數(shù)或者仿函數(shù)的集合起來

???????? data_type m_observer ;

};

?

其次，這個事件可以掛接任意的函數(shù)，也就是它可以保存所有的掛接函數(shù)。在 c++ 中，我們大致有三種類型的函數(shù)，全局或者靜態(tài)函數(shù)、成員函數(shù)、仿函數(shù)。要在 CEvent 中實現(xiàn)一個或者多個方法來執(zhí)行掛接的任務不太現(xiàn)實。我們參考 c# 的實現(xiàn)方法，可以先實現(xiàn)一個委托類，將各種函數(shù)保存起來。然后再使用 CEvent 對這個委托類進行掛接。我們不仿稱這個類為 CEventHandler 。

然后，我們的這個委托類需要能夠保存所有的函數(shù)。在 c++ 里，我們能夠很容易的得到函數(shù)的指針，只需要在函數(shù)名前加 & ，但是各種函數(shù)，特別是成員函數(shù)它是沒有類型的，這就要有一種機制，將所有的函數(shù)轉換為同一種類型。因為函數(shù)是沒有類型，也相當于每一個函數(shù)都是一種類型，解決這個問題的方法其實就是使用模板類。因此，我們先定義一個虛基類 CFunImpl 。對三種不同的函數(shù)，我們分別從 CfunImpl 繼承三種不同的子類， CstaticFun 、 CmemFun,CFunctor 。 CstaticFun 表示全局的或者靜態(tài)的函數(shù)，不過這必須是一個模板類，對于每一個靜態(tài)或者全局函數(shù)，都是模板類的一個特化。類聲明的代碼如下：

template < typename Fun >

???????? class CStaticFun : public CFunImpl

???????? {

???????? public :

?

???????? ???????? CStaticFun ( const Fun & fun ) : m_fun ( fun ){};

??????????????????

?????????????????? virtual ~ CStaticFun ()

?????????????????? {

?????????????????? }

???????? protected :

?????????????????? Fun m_fun ;

???????? };

?

對于 CmemFun 類，我們如法炮制，不過我們這時需要保存兩個成員變量，一個是成員函數(shù)的指針，另一個則是該成員函數(shù)所屬的對象的指針。類聲明的代碼如下：

?

template < typename PointerToObj , typename PointerToMemFun >

???????? class CMemFun : public CFunImpl

???????? {

???????? public :

?

???????? ???????? CMemFun ( const PointerToObj & pObj , PointerToMemFun pMemFn )

??????????????????????????? : m_pObj ( pObj ), m_pMemFun ( pMemFn )

?????????????????? {

?????????????????? }

?

virtual ~ CMemFun ()

?????????????????? {

?????????????????? }

??????????????????

???????? protected :

???????? ???????? PointerToObj m_pObj ;

???????? ???????? PointerToMemFun m_pMemFun ;

};

?

對于仿函數(shù)，我們這里先不講，因為仿函數(shù)使用得很少，并且這還涉及到仿函數(shù)的概念，有興趣的朋友可以在閱讀完本文之后自己來實現(xiàn)。

好，到現(xiàn)在為止，我們可以將所有的函數(shù)使用 CfunImpl 來表示了。因此，我們可以在委托類 CEventHandler 中保存 CfunImpl* 來達到我們的目的。 CEventHandler 的聲明如下：

???????? class CEventHandler ?

???????? {

???????? public :

?????????????????? virtual ~ CEventHandler ()

?????????????????? {

?????????????????? ???????? Clear ();

?????????????????? }

?

???????? ???????? template < class Fun >

???????? ???????? CEventHandler ( const Fun & fun )

??????????????????????????? : m_pImpl ( new CStaticFun < Fun >( fun ))

?????????????????? {}

??????????????????

???????? ???????? CEventHandler ( const CEventHandler & fun )

??????????????????????????? : m_pImpl ( NULL )

?????????????????? {

?????????????????? ???????? * this = fun ;

?????????????????? }

?

?????????????????? void Clear ()

?????????????????? {

??????????????????????????? if ( m_pImpl )

??????????????????????????? {

??????????????????????????? ???????? delete m_pImpl ;

??????????????????????????? ???????? m_pImpl = NULL ;

??????????????????????????? }

?????????????????? }

?

???????? ???????? CEventHandler & operator = ( const CEventHandler & fun )

?????????????????? {

?????????????????? ???????? Clear ();

?

??????????????????????????? if ( fun . m_pImpl )

??????????????????????????? {

??????????????????????????? ???????? m_pImpl = fun . m_pImpl -> Clone ();

??????????????????????????? }

?

?????????????????? ???????? return * this ;

?????????????????? }

??????????????????

?????????????????? // 成員函數(shù)

???????? ???????? template < typename PointerToObj , typename PointerToMemFun >

?????????????????? ???????? CEventHandler ( const PointerToObj & pObj , const PointerToMemFun & pMemFun )

??????????????????????????? : m_pImpl ( new CMemFun < PointerToObj , PointerToMemFun >( pObj , pMemFun ))

?????????????????? {}

?

?????????????????? void operator ()( CEvent & e )

?????????????????? {

if ( m_pImpl )

??????????????????????????? {

??????????????????????????? ???????? (* m_pImpl )( e );

}

?????????????????? }

?

?????????????????? bool operator == ( const CEventHandler & handler )

?????????????????? {

??????????????????????????? if ( m_pImpl == NULL || handler . m_pImpl == NULL )

??????????????????????????? {

??????????????????????????? ???????? return true ;

??????????????????????????? }

?

??????????????????????????? if ( typeid ( m_pImpl ) == typeid ( handler . m_pImpl ))

??????????????????????????? {

??????????????????????????? ???????? return (* m_pImpl ) == (*( handler . m_pImpl ));

??????????????????????????? }

?

?????????????????? ???????? return false ;

?????????????????? }

?

???????? protected :

???????? ???????? CFunImpl * m_pImpl ;

?

???????? };

?

不過要實現(xiàn)事件機制，我們還需要 CfunImpl* 的子類必須實現(xiàn)幾個方法。

第一個方法就是調用函數(shù)的方法，我們這里要求重載 void operator()(CEvent& e); 來達到目的。

第二個方法就是 operator== ，為什么需要這個方法呢。因為對于 CEvent 來說，調用 UnRegister() 時，我們必須找到我們使用 Register() 添加到 list 中的函數(shù)，這時我們需要判斷兩個 CEventHandler 對象是否相等，這是件麻煩事情。 CEventHandler 保存的是 CFunImpl 的指針，好吧，這個我們就要求 CfunImpl 的子類必須實現(xiàn)重載 operator== 。

第三個方法，從 CfunImpl 繼承必須實現(xiàn) Clone() 方法。 Clone() 方法可以讓 CEventHandler 實現(xiàn)拷貝。具體的實現(xiàn)方法我們可以查看源碼。

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三、 使用事件模型

一個簡單的事件模型基本完成了。現(xiàn)在我們可以編寫一個例子來演示一下如何來使用這個事件模型。其實使用起來很簡單。

我們可以聲明一個 CEvent 或者 CEvent 子類的實例。讓需要監(jiān)聽的函數(shù)掛接到這個 CEvent 中，我們實現(xiàn)了 Register() 函數(shù)和 += 操作符，都可以使用。掛接的語句就像這樣：

CEvent evt;

CobserverTest obj;

evt += CEventHandler (& obj , &( CObserverTest :: OnStartEvent ));

當事件的 operator() 方法調用時，就會自動調用我們的監(jiān)聽函數(shù)。具體的例子可以查看提供的源代碼。

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四、 模型的缺陷和改進

到現(xiàn)在為止，我們終于實現(xiàn)了一個簡單的事件模型。它可以有效的工作，并且與平臺無關。當然，要求你的編譯器盡量的支持 c++ 標準。如果你的編譯器對 c++98 標準支持不夠，也許它不能夠工作正常。筆者在 VC6SP6 和 VC2005 中測試均通過。

不過這個模型還有可以改進的余地。其一、目前只是支持同步操作，即當你的事件進行調用時是在同一線程里順序進行。要改進到支持異步調用就必須在每次調用時在一個新的線程中進行調用。因此我們需要一個線程機制來完成這個工作。如果在一個特定的平臺中使用，如 VC 中，我們可以在響應函數(shù)中創(chuàng)建一個新的線程。

其二、目前的所有的函數(shù)參數(shù)必須為 (CEvent& e) ，不能寫成 (CchildEvent& e) 。要對這個限制進行改進，就需要編譯器支持虛模板成員函數(shù)的機制。不過在 VC6 和 VC2005 中，均不支持這種特性。因此要么尋求它法，要么就等到編譯器的支持吧。

其三、線程安全，這個簡單的事件模型使用到了 STL 中的 list 組件，但是并非所有的 list 實現(xiàn)都是線程安全的。建議大家采用 stlport ，因為它的實現(xiàn)是線程安全的，如果沒有采用線程安全的實現(xiàn)，那么在調用 Register 和 UnRegister 時最好能夠實現(xiàn)互斥。

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限于筆者知識水平和文筆有限，不當之處肯定很多。若你有好的想法和建議，可以 email 告訴我。本文中所涉及到的所有源碼可以從這里下載http://m.shnenglu.com/Files/lunny/CEventModel.rar 。

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????????????? ???????????????????? ???????????????????? ?????? ????????????? ???????????????????? ????????????? 肖倫文

xiaolunwen@hotmail.com