関数ポインターを介したC ++クラスメソッドの呼び出し

クラスメンバー関数の関数ポインターを取得し、後でそのメンバー関数を特定のオブジェクトで呼び出すにはどうすればよいですか？私は書きたいです：

class Dog : Animal
{
    Dog ();
    void bark ();
}

…
Dog* pDog = new Dog ();
BarkFunction pBark = &Dog::bark;
(*pBark) (pDog);
…

また、可能であれば、ポインタを介してコンストラクタも呼び出したいです。

NewAnimalFunction pNew = &Dog::Dog;
Animal* pAnimal = (*pNew)();    

これは可能ですか？可能であれば、これを行うための好ましい方法は何ですか？

詳細はこちらをお読みください：

// 1 define a function pointer and initialize to NULL

int (TMyClass::*pt2ConstMember)(float, char, char) const = NULL;

// C++

class TMyClass
{
public:
   int DoIt(float a, char b, char c){ cout << "TMyClass::DoIt"<< endl; return a+b+c;};
   int DoMore(float a, char b, char c) const
         { cout << "TMyClass::DoMore" << endl; return a-b+c; };

   /* more of TMyClass */
};
pt2ConstMember = &TMyClass::DoIt; // note: <pt2Member> may also legally point to &DoMore

// Calling Function using Function Pointer

(*this.*pt2ConstMember)(12, 'a', 'b');

クラスメンバー関数の関数ポインターを取得し、後でそのメンバー関数を特定のオブジェクトで呼び出すにはどうすればよいですか？

から始めるのが最も簡単typedefです。メンバー関数の場合、型宣言にクラス名を追加します。

typedef void(Dog::*BarkFunction)(void);

次に、メソッドを呼び出すには、->*演算子を使用します。

(pDog->*pBark)();

また、可能であれば、ポインタを介してコンストラクタも呼び出したいと思います。これは可能ですか？可能であれば、これを行うための好ましい方法は何ですか？

私はあなたがこのようなコンストラクタで作業できるとは信じていません-アクターとdtorは特別です。この種のことを実現する通常の方法は、ファクトリメソッドを使用することです。ファクトリメソッドは、基本的にはコンストラクタを呼び出す静的関数です。例については、以下のコードを参照してください。

私は基本的にあなたが記述したことをするようにあなたのコードを修正しました。以下に注意事項があります。

#include <iostream>

class Animal
{
public:

    typedef Animal*(*NewAnimalFunction)(void);

    virtual void makeNoise()
    {
        std::cout << "M00f!" << std::endl;
    }
};

class Dog : public Animal
{
public:

    typedef void(Dog::*BarkFunction)(void);

    typedef Dog*(*NewDogFunction)(void);

    Dog () {}

    static Dog* newDog()
    {
        return new Dog;
    }

    virtual void makeNoise ()
    {
        std::cout << "Woof!" << std::endl;
    }
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    // Call member function via method pointer
    Dog* pDog = new Dog ();
    Dog::BarkFunction pBark = &Dog::makeNoise;

    (pDog->*pBark)();

    // Construct instance via factory method
    Dog::NewDogFunction pNew = &Dog::newDog;

    Animal* pAnimal = (*pNew)();

    pAnimal->makeNoise();

    return 0;
}

ポリモーフィズムの魔法のおかげDog*で、通常はa の代わりにa を使用できますがAnimal*、関数ポインターの型はクラス階層のルックアップルールに従いません。したがって、AnimalメソッドポインターはDogメソッドポインターと互換性がありません。つまりDog* (*)()、型の変数にを割り当てることはできません。Animal* (*)()。

静的newDogメソッドは、新しいインスタンスを作成して返すファクトリの簡単な例です。静的関数であるため、定期的にtypedef（クラス修飾子のない）ます。

上記に答えたので、あなたが必要とするものを達成するためのより良い方法はないのでしょうか。この種のことを行う特定のシナリオがいくつかありますが、問題に対してより効果的な他のパターンがある場合があります。達成しようとしていることをより一般的な用語で説明すると、ハイブマインドがさらに役立つ場合があります。

上記に関連して、Boostバインドライブラリと他の関連モジュールが非常に役立つことは間違いありません。

誰かがここで1つの問題は " メンバーポインターが必要であることだと説明しましたは、通常の関数ポインターではなく」。

関数へのメンバーポインターは、単なる関数ポインターではありません。実装用語では、コンパイラーは単純な関数アドレスを使用できません。これは、一般に、どのオブジェクトを参照解除するか（仮想関数を考える）がわかるまで、呼び出すアドレスがわからないためです。また、提供するためにオブジェクトを知る必要がありますthisもちろん暗黙のパラメーターます。

あなたはそれらを必要とすると言っていましたが、今、あなたは本当にそれらを避ける必要があると言います。真剣に、メンバーポインターは苦痛です。同じ目標を達成するオブジェクト指向のデザインパターンを検討することboost::functionや、上記のいずれかを使用することは、その選択を行うことを前提として、より正気です。

その関数ポインターを既存のコードに提供するため、本当に単純な関数ポインターが必要な場合は、クラスの静的メンバーとして関数を作成する必要があります。静的メンバー関数はを認識しないためthis、オブジェクトを明示的なパラメーターとして渡す必要があります。関数ポインタを必要とする古いCコードを操作するためのこれらの行に沿って、かつては珍しくないイディオムがかつてありました

class myclass
{
  public:
    virtual void myrealmethod () = 0;

    static void myfunction (myclass *p);
}

void myclass::myfunction (myclass *p)
{
  p->myrealmethod ();
}

以来 myfunction（スコープの問題を脇に）実際には通常の関数で、関数ポインタは、通常のCの方法で見つけることができます。

編集 -この種のメソッドは「クラスメソッド」または「静的メンバー関数」と呼ばれます。非メンバー関数との主な違いは、クラスの外部から参照する場合は、::スコープ解決演算子を使用してスコープを指定する必要があることです。たとえば、関数ポインタを取得するには、を使用&myclass::myfunctionして呼び出しますmyclass::myfunction (arg);。

この種のことは、もともとC ++ではなくC用に設計された古いWin32 APIを使用する場合にはかなり一般的です。もちろん、その場合、パラメーターは通常、ポインターではなくLPARAMまたは類似のものであり、キャストが必要です。

typedef void (Dog::*memfun)();
memfun doSomething = &Dog::bark;
....
(pDog->*doSomething)(); // if pDog is a pointer
// (pDog.*doSomething)(); // if pDog is a reference

最小限の実行可能な例

main.cpp

#include <cassert>

class C {
    public:
        int i;
        C(int i) : i(i) {}
        int m(int j) { return this->i + j; }
};

int main() {
    // Get a method pointer.
    int (C::*p)(int) = &C::m;

    // Create a test object.
    C c(1);
    C *cp = &c;

    // Operator .*
    assert((c.*p)(2) == 3);

    // Operator ->*
    assert((cp->*p)(2) == 3);
}

コンパイルして実行：

g++ -ggdb3 -O0 -std=c++11 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.cpp
./main.out

Ubuntu 18.04でテスト済み。

括弧の順序を変更したり、省略したりすることはできません。以下は機能しません：

c.*p(2)
c.*(p)(2)

GCC 9.2は失敗します：

main.cpp: In function ‘int main()’:
main.cpp:19:18: error: must use ‘.*’ or ‘->*’ to call pointer-to-member function in ‘p (...)’, e.g. ‘(... ->* p) (...)’
   19 |     assert(c.*p(2) == 3);
      |

C ++ 11標準

.*およびこの目的のためにC ++で導入され->*た単一の演算子であり、Cには存在しません。

C ++ 11 N3337標準ドラフト：

• 2.13「演算子と句読点」には、.*およびを含むすべての演算子のリストがあります。->*ます。
• 5.5「メンバーへのポインターオペレーター」は、彼らが何をするかを説明します

メソッドから関数ポインター（メソッドポインターではない）を作成する方法を学ぶためにここに来ましたが、ここでの答えのどれも解決策を提供しません。これが私が思いついたものです：

template <class T> struct MethodHelper;
template <class C, class Ret, class... Args> struct MethodHelper<Ret (C::*)(Args...)> {
    using T = Ret (C::*)(Args...);
    template <T m> static Ret call(C* object, Args... args) {
        return (object->*m)(args...);
    }
};

#define METHOD_FP(m) MethodHelper<decltype(m)>::call<m>

だからあなたの例では今やるでしょう：

Dog dog;
using BarkFunction = void (*)(Dog*);
BarkFunction bark = METHOD_FP(&Dog::bark);
(*bark)(&dog); // or simply bark(&dog)

編集：
C ++ 17を使用すると、さらに優れたソリューションがあります。

template <auto m> struct MethodHelper;
template <class C, class Ret, class... Args, Ret (C::*m)(Args...)> struct MethodHelper<m> {
    static Ret call(C* object, Args... args) {
        return (object->*m)(args...);
    }
};

マクロなしで直接使用できます：

Dog dog;
using BarkFunction = void (*)(Dog*);
BarkFunction bark = MethodHelper<&Dog::bark>::call;
(*bark)(&dog); // or simply bark(&dog)

constあなたのような修飾子を持つメソッドの場合、次のようなさらに特殊化が必要になる場合があります

template <class C, class Ret, class... Args, Ret (C::*m)(Args...) const> struct MethodHelper<m> {
    static Ret call(const C* object, Args... args) {
        return (object->*m)(args...);
    }
};

関数ポインタを使用してメンバー関数を呼び出せない理由は、通常の関数ポインタは通常、関数のメモリアドレスにすぎないためです。

メンバー関数を呼び出すには、2つのことを知っておく必要があります。

• 呼び出すメンバー関数
• 使用するインスタンス（そのメンバー関数）

通常の関数ポインタは両方を格納できません。C ++メンバー関数ポインターはa）を格納するために使用されます。そのため、メンバー関数ポインターを呼び出すときにインスタンスを明示的に指定する必要があります。

クラスメンバーへの関数ポインターは、boost :: functionの使用に非常に適している問題です。小さな例：

#include <boost/function.hpp>
#include <iostream>

class Dog 
{
public:
   Dog (int i) : tmp(i) {}
   void bark ()
   {
      std::cout << "woof: " << tmp << std::endl;
   }
private:
   int tmp;
};



int main()
{
   Dog* pDog1 = new Dog (1);
   Dog* pDog2 = new Dog (2);

   //BarkFunction pBark = &Dog::bark;
   boost::function<void (Dog*)> f1 = &Dog::bark;

   f1(pDog1);
   f1(pDog2);
}

新しいオブジェクトを作成するには、前述のように配置newを使用するか、オブジェクトのコピーを作成するclone（）メソッドをクラスに実装させることができます。次に、上で説明したように、メンバー関数ポインターを使用してこのクローンメソッドを呼び出し、オブジェクトの新しいインスタンスを作成できます。cloneの利点は、オブジェクトのタイプがわからない基本クラスへのポインターを操作している場合があることです。この場合、clone（）メソッドを使用する方が簡単です。また、clone（）を使用すると、必要に応じてオブジェクトの状態をコピーできます。

これをstd :: functionとstd :: bindで行いました。

ハンドラーのベクターをイベントタイプ（const unsigned intであり、名前空間スコープの大きな列挙型）をそのイベントタイプのハンドラーのベクターにマップするunordered_mapにハンドラーのベクターを格納するこのEventManagerクラスを書きました。

EventManagerTestsクラスで、次のようにイベントハンドラーを設定します。

auto delegate = std::bind(&EventManagerTests::OnKeyDown, this, std::placeholders::_1);
event_manager.AddEventListener(kEventKeyDown, delegate);

AddEventListener関数は次のとおりです。

std::vector<EventHandler>::iterator EventManager::AddEventListener(EventType _event_type, EventHandler _handler)
{
    if (listeners_.count(_event_type) == 0) 
    {
        listeners_.emplace(_event_type, new std::vector<EventHandler>());
    }
    std::vector<EventHandler>::iterator it = listeners_[_event_type]->end();
    listeners_[_event_type]->push_back(_handler);       
    return it;
}

以下は、EventHandlerタイプの定義です。

typedef std::function<void(Event *)> EventHandler;

次に、EventManagerTests :: RaiseEventに戻り、これを行います。

Engine::KeyDownEvent event(39);
event_manager.RaiseEvent(1, (Engine::Event*) & event);

EventManager :: RaiseEventのコードは次のとおりです。

void EventManager::RaiseEvent(EventType _event_type, Event * _event)
{
    if (listeners_.count(_event_type) > 0)
    {
        std::vector<EventHandler> * vec = listeners_[_event_type];
        std::for_each(
            begin(*vec), 
            end(*vec), 
            [_event](EventHandler handler) mutable 
            {
                (handler)(_event);
            }
        );
    }
}

これは機能します。EventManagerTests :: OnKeyDownで呼び出しを取得します。クリーンアップの時間になるとベクターを削除する必要がありますが、一度削除するとリークは発生しません。私のコンピューターでイベントを発生させるのに約5マイクロ秒かかります。これは2008年頃です。正確には超高速ではありませんが。私がそれを知っていて、それをウルトラホットコードで使用しない限り、十分に公平です。

私は自分のstd :: functionとstd :: bindをロールバックして高速化したいのですが、おそらくベクトルのunordered_mapではなく配列の配列を使用しますが、メンバー関数を格納する方法がまだわかりませんポインタがあり、呼び出されているクラスについて何も知らないコードから呼び出します。まつげの答えは非常に興味深いようです。