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深入探索C++回调与函数绑定：用多态巧妙实现图形面积计算

时间：2024-09-09 20:51:24浏览次数：3  
标签：std 函数 bind void 绑定 多态 C++ test using

整体代码：

这段代码的核心在于使用回调函数（Callback）机制和函数绑定（`std::bind`），通过一个`Figure`类动态地调用不同图形（矩形、圆形、三角形）的显示和面积计算函数。让我们一步一步地分块解释其中的内容。

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <functional>

using std::cin,std::cout,std::endl;
using std::function;
using std::bind;
class Figure
{
public:
    //数据成员
    using DisplayCallback = function<void()>;
    using AreaCallback = function<double()>;

    DisplayCallback _displayCallback;
    AreaCallback _areaCallback;

    //注册回调函数
    void setDisplayCallback(DisplayCallback &&cb){
        _displayCallback = std::move(cb);
    }
    void setAreaCallback(AreaCallback && cb){
        _areaCallback = std::move(cb);
    }

    //执行回调函数
    void handlerDisplayCallback()const
    {
        if(_displayCallback){
            _displayCallback();
        }
    }
    
    double handlerAreaCallback()const
    {
        if(_areaCallback){
            return _areaCallback();
        }else{
            return 0;
        }
    }
};

//执行回调函数
void test(const Figure &fig)
{
    fig.handlerDisplayCallback();
    cout << "s area is : " << fig.handlerAreaCallback() << endl;
}

class Rectangle
{
public:
    Rectangle(double length,double width)
    :_length(length)
    ,_width(width)
    {
        
    }

    void display(int ix)const{
        cout << "Rectangle";
    }

    double area(){
        return _length * _width;
    }
private:
    double _length;
    double _width;
};

class Circle
{
public:
    Circle(double radius)
    :_radius(radius)
    {}

    void show()const{
        cout << "Circle";
    }

    double showArea()const{
        return 3.14 * _radius * _radius;
    }
private:
    double _radius;
};

class Traingle
{
public:
    Traingle(double a,double b,double c)
    :_a(a)
    ,_b(b)
    ,_c(c)
    {

    }
     
    void print()const{
        cout << "Traingle";
    }

    double printArea()const{
        double s = (_a + _b + _c)/2;
        return sqrt(s * (s - _a) * (s - _b) * (s - _c));
    }
private:
    double _a;
    double _b;
    double _c;
};

void test(){
    Rectangle rectangle(10,20);
    Circle circle(10);
    Traingle traingle(3,4,5);

    Figure figure;
    figure.setDisplayCallback(bind(&Rectangle::display,&rectangle,10));
    figure.setAreaCallback(bind(&Rectangle::area,&rectangle));
    test(figure);

    figure.setDisplayCallback(bind(&Circle::show,&circle));
    figure.setAreaCallback(bind(&Circle::showArea,&circle));
    test(figure);

    figure.setDisplayCallback(bind(&Traingle::print,&traingle));
    figure.setAreaCallback(bind(&Traingle::printArea,&traingle));
    test(figure);

}
int main(int argc,char *argv[])
{
    test();
    return 0;
}

分块解析：

 1. 头文件包含

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <functional>

- `iostream`: 用于输入输出操作。
- `cmath`: 提供数学函数，如`sqrt()`，用于计算三角形的面积。
- `functional`: 提供函数对象和函数包装器（如`std::function`、`std::bind`），用于回调函数。

 2. 命名空间和类型别名

using std::cin, std::cout, std::endl;
using std::function;
using std::bind;

- 为了减少代码中的`std::`前缀，使用`using`引入`cin`、`cout`等。
- `function` 是 C++11 引入的函数对象包装器，允许将函数、lambda 表达式或其它可调用对象包装成一个统一的类型。

3. `Figure` 类

`Figure`类是一个核心部分，负责存储和调用不同的回调函数。

数据成员

using DisplayCallback = function<void()>;
using AreaCallback = function<double()>;

DisplayCallback _displayCallback;
AreaCallback _areaCallback;

- `DisplayCallback` 是一个别名，表示返回类型为 `void` 的函数类型。
- `AreaCallback` 是另一个别名，表示返回类型为 `double` 的函数类型。
- `_displayCallback` 和 `_areaCallback` 是用来存储对应的回调函数的成员变量。

 成员函数

void setDisplayCallback(DisplayCallback &&cb){
    _displayCallback = std::move(cb);
}
void setAreaCallback(AreaCallback && cb){
    _areaCallback = std::move(cb);
}

- 这两个函数用于注册回调函数，将传入的回调函数移动（使用`std::move`）到类的成员变量中。

void handlerDisplayCallback()const {
    if(_displayCallback){
        _displayCallback();
    }
}

double handlerAreaCallback()const {
    if(_areaCallback){
        return _areaCallback();
    } else {
        return 0;
    }
}

- `handlerDisplayCallback()` 调用 `_displayCallback`，如果函数存在的话。
- `handlerAreaCallback()` 调用 `_areaCallback`，返回图形的面积，若无回调函数则返回 0。

 4. `test` 函数

void test(const Figure &fig)
{
    fig.handlerDisplayCallback();
    cout << "s area is : " << fig.handlerAreaCallback() << endl;
}


- `test` 函数用于执行 `Figure` 类中的回调函数，显示图形的名称并计算其面积。

 5. 三个图形类：`Rectangle`、`Circle`、`Traingle`

每个图形类都有自己的显示函数和面积计算函数。

 `Rectangle` 类

class Rectangle {
public:
    Rectangle(double length,double width) : _length(length), _width(width) {}

    void display(int ix)const {
        cout << "Rectangle";
    }

    double area() {
        return _length * _width;
    }
private:
    double _length;
    double _width;
};

- `Rectangle` 类有两个成员变量 `_length` 和 `_width`，分别表示矩形的长度和宽度。
- `display(int)` 用于输出矩形的名称。
- `area()` 用于计算矩形的面积。

 `Circle` 类

class Circle {
public:
    Circle(double radius) : _radius(radius) {}

    void show()const {
        cout << "Circle";
    }

    double showArea()const {
        return 3.14 * _radius * _radius;
    }
private:
    double _radius;
};

- `Circle` 类有一个成员变量 `_radius`，表示圆的半径。
- `show()` 用于显示圆的名称。
- `showArea()` 计算并返回圆的面积。

 `Traingle` 类

class Traingle {
public:
    Traingle(double a,double b,double c) : _a(a), _b(b), _c(c) {}

    void print()const {
        cout << "Traingle";
    }

    double printArea()const {
        double s = (_a + _b + _c)/2;
        return sqrt(s * (s - _a) * (s - _b) * (s - _c));
    }
private:
    double _a, _b, _c;
};

- `Traingle` 类有三个成员变量 `_a`, `_b`, `_c`，表示三角形的三边长度。
- `print()` 用于显示三角形的名称。
- `printArea()` 使用海伦公式计算三角形的面积。

 6. `test()` 函数实现不同图形的调用

void test() {
    Rectangle rectangle(10,20);
    Circle circle(10);
    Traingle traingle(3,4,5);

    Figure figure;
    figure.setDisplayCallback(bind(&Rectangle::display,&rectangle,10));
    figure.setAreaCallback(bind(&Rectangle::area,&rectangle));
    test(figure);

    figure.setDisplayCallback(bind(&Circle::show,&circle));
    figure.setAreaCallback(bind(&Circle::showArea,&circle));
    test(figure);

    figure.setDisplayCallback(bind(&Traingle::print,&traingle));
    figure.setAreaCallback(bind(&Traingle::printArea,&traingle));
    test(figure);
}

- 创建了三个图形对象：矩形、圆形、三角形。
- 通过`bind`绑定不同图形的显示和面积函数到`Figure`类中。
- 每次设置完回调函数后，调用`test(figure)`来执行回调，输出图形名称并计算面积。

 7. `main` 函数

int main(int argc,char *argv[]) {
    test();
    return 0;
}

- `main` 函数调用`test()`来执行上述逻辑。

总结:

这段代码展示了如何使用**回调函数**和**函数绑定**来实现通用接口。通过`Figure`类注册回调，可以根据实际需要调用不同图形的显示和面积计算方法，做到灵活的扩展和调用。这是一种面向对象的编程模式，常用于需要灵活扩展和回调机制的场景。

标签：std,函数,bind,void,绑定,多态,C++,test,using
From： https://blog.csdn.net/cjsnzyq/article/details/142068681

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