boost的signal和solt机制使用入门

signal-slot是一个非常方便的接口机制，在Qt和Gtk中广泛使用。boost也实现了一个signal-slot机制。

编译包含signal-slot的代码

使用signal-slot，必须包含头文件

#include <boost/signal.hpp>

signal-slot在boost中不是纯头文件，需要一个libboost_signals.so文件，在编译时，需要

g++ -o signal2 signal2.cpp -l boost_signals

初见signal-slot

从HelloWorld开始吧

首先定义hellword函数

void helloworld() {
std::cout << "Hello, World!(func)" << std::endl;
}

然后，定义signal对象

boost::signal<void ()>sig;

在main函数中使用

int main()
{
sig.connect(&helloworld);
sig();
}

sig()相当与emit。

除了直接的对象外，还可以使用函数对象

struct HelloWorld {
void operator() () const
{
std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
}
};

在main函数中，这样使用

HelloWorld hello;
sig.connect(hello);

还可以使用bind，（请#include <boost/bind.hpp>)

void printMore(const std::string& user)
{
std::cout << user << " say: Hello World!\n";
}

在main函数中，这样使用

sig.connect(boost::bind(printMore, "Tom"));
sig.connect(boost::bind(printMore, "Jerry"));

打印的结果是

Tom say: Hello World!
Jerry say: Hello World!

singal-slot的顺序

默认情况下，signal-slot是按照添加顺序进行的，例如

struct Hello {
void operator() () const
{
std::cout << "Hello ";
}
};
struct World {
void operator() () const
{
std::cout << ", World" << std::endl;
}
};

如果这样写

sig.connect(Hello());
sig.connect(World());

输入的结果是

Hello , World

先调用了Hello,后调用了World

但是，如果这样写

sig.connect(1, World());
sig.connect(0, Hello());

结果仍然同上面的一样。

signal connection的管理

disconnection

signal disconnect方法

sig.connect(&helloworld);
....
sig.connect(&helloworld);

目前发现的只有函数可以这样做，函数对象，bind对象都不可以。

connection对象的disconnect方法

HelloWorld hello;
boost::signals::connection c = sig.connect(hello);
....
c.disconnect();

block slot

slot可以被暂时阻止，然后在恢复，如

HelloWorld hello;
boost::signals::connection c = sig.connect(hello);
.....
c.block();
sig();
....
c.unblock();
sig();

block和unblock都是boost::signals::connection对象的方法，需要首先得到这个connection。

在作用域范围内的slot

{
boost::signals::scoped_connection c = sig.connect(ShortLived());
sig(); // will call ShortLived function object
}
sig(); // ShortLived function object no longer connected to sig

ShortLive只在作用域内起作用，如果离开了作用域，就不能起作用了。

slot的自动跟踪

考虑下面的代码

boost::signal<void (const std::string&)> deliverMsg;
void autoconnect()
{
MessageArea * msgarea = new MessageArea();
deliverMsg.connect(boost::bind(&MessageArea::displayMessage, msgarea, _1));
deliverMsg("hello world!");
delete msgarea;
//Oops, msgarea is deleted!
deliverMsg("again!");
}

最后一个deliverMsg被调用时，msgarea已经被删除了，通常情况下，这会引起崩溃。为了避免这个问题，boost引入一个trackable对象。

请看MessageArea的声明

struct MessageArea : public boost::signals::trackable
{
public:
void displayMessage(const std::string& msg) {
std::cout<<"** the message is: " << msg<<std::endl;
}
};

派生自boost::signals::trackable，就可以解决这个自动关闭的问题了！

autoconnect函数只会调用一次displayMessage。在delete msgarea发生后，deliverMsg对应的slot就被删除了。

带参数和返回值的signal slot

带参数的signal

signal可以添加任意多参数的，比如这个例子

void print_sum(float x, float y)
{
std::cout << "The sum is " << x + y << std::endl;
}
void print_product(float x, float y)
{
std::cout << "The product is " << x * y << std::endl;
}
void print_difference(float x, float y)
{
std::cout << "The difference is " << x * y << std::endl;
}

定义和使用signal

int main()
{
boost::signal<void (float, float) > sig;
sig.connect(&print_sum);
sig.connect(&print_product);
sig.connect(&print_difference);
sig(5, 3);
}

我们得到的结果，将是

The sum is 8
The product is 15
The difference is 15

带返回值的slot

float product(float x, float y) { return x*y; }
float quotient(float x, float y) { return x/y; }
float sum(float x, float y) { return x+y; }
float difference(float x, float y) { return x-y; }
int main(void)
{
boost::signal<float (float x, float y)> sig;
sig.connect(&product);
sig.connect("ient);
sig.connect(&sum);
sig.connect(&difference);
std::cout << sig(5, 3) << std::endl;
}

最后的结果是"2"，这是最后一个slot difference的结果。signal默认返回最后一个slot的值。

增加返回值处理器

如果这不是你想要的值，你可以增加新的返回值处理器来实现

template<typename T>
struct maximum
{
typedef T result_type;
template<typename InputIterator>
T operator()(InputIterator first, InputIterator last) const
{
if(first == last)
return T();
T max_value = *first ++;
while(first != last) {
if(max_value < *first)
max_value = *first;
++first;
}
return max_value;
}
};

maximum是一个函数对象，它必须接收两个参数 InputIterator first和last，返回T类型对象。这个例子中，它获取返回值中的最大值。

它是这样使用的

boost::signal<float (float x, float y), maximum<float> > sig;
......
.....

在 signal声明时，作为模板参数给出。

我们还可以收集slot的返回值，这通过定义一个收集器实现

template<typename Container>
struct aggregate_values
{
typedef Container result_type;
template<typename InputIterator>
Container operator()(InputIterator first, InputIterator last) const
{
return Container(first, last);
}
};

这样使用

boost::signal<float (float x, float y), aggregate_values<std::vector<float> > > sig2;
sig2.connect("ient);
sig2.connect(&product);
sig2.connect(&sum);
sig2.connect(&difference);
std::vector<float> results = sig2(5,3);
std::copy(results.begin(), results.end(),
std::ostream_iterator<float>(std::cout, " "));
std::cout<<std::endl;

slot执行的结果，将被放在vector<float>对象中，并可以被访问。

这个返回值收集器在工作的时候，如果first和last没有被访问到，那么，slot就不会被触发。例如

template<typename T>
struct FirstResult
{
template<class InputIterator>
T operator()(InputIterator first, InputIterator last) {
return *first;
}
};

这个收集器事实上，仅仅让signal触发了第一个slot，其余的slot均没有被触发。因此，这个slot也可以作为我们过滤slot的方法。

slot_type传递slot

slot和signal的声明不会在一个地方（如果那样，就没有必要提供signal-slot机制了），这是，我们需要传递 slot对象，具体做法，是通过signal::slot_type来完成的

如，下面的例子：

class Button
{
typedef boost::signal<void (int x, int y)> OnClick;
public:
void addOnClick(const OnClick::slot_type& slot);
void press(int x, int y) {
onClick(x, y);
}
private:
OnClick onClick;
};
void Button::addOnClick(const OnClick::slot_type& slot)
{
onClick.connect(slot);
}

OnClick::slot_type定义了slot的类型，且可下面的使用

[cpp] view plain copy

void printCoordinates(long x, long y)
{
std::cout<<"Button Clicked @(" << x << "," << y <<")\n";
}
void button_click_test()
{
Button button;
button.addOnClick(&printCoordinates);
std::cout<<"===== button onclick test\n";
button.press(200,300);
button.press(20,30);
button.press(19,3);
}

button.addOnClick可以直接接收任何能够被signal.connect接受的参数。

来个综合的例子：Document-View

定义Document类

class Document
{
public:
typedef boost::signal<void (bool)> signal_t;
typedef boost::signals::connection connect_t;
public:
Document(){ }
connect_t connect(signal_t::slot_function_type subscriber)
{
return m_sig.connect(subscriber);
}
void disconnect(connect_t subscriber)
{
subscriber.disconnect();
}
void append(const char* s)
{
m_text += s;
m_sig(true);
}
const std::string& getText() const { return m_text; }
private:
signal_t m_sig;
std::string m_text;
};

注意到m_sig定义了一个信号对象。

View对象建立起和Document的联系

class View
{
public:
View(Document& m)
:m_doc(m)
{
m_conn = m_doc.connect(boost::bind(&View::refresh, this, _1));
}
virtual ~View()
{
m_doc.disconnect(m_conn);
}
virtual void refresh(bool bExtended) const = 0;
protected:
Document& m_doc;
private:
Document::connect_t m_conn;
};

两个派生类TextView和HexView

[cpp] view plain copy

class TextView : public View
{
public:
TextView(Document& doc) : View(doc) { }
virtual void refresh(bool bExtended) const {
std::cout << "TextView:" << m_doc.getText() << std::endl;
}
};
class HexView : public View
{
public:
HexView(Document& doc) : View(doc) { }
virtual void refresh(bool bExtended) const {
std::cout << "HexView: ";
const std::string& s = m_doc.getText();
for(std::string::const_iterator it = s.begin();
it != s.end(); ++it)
std::cout << ' ' << std::hex << static_cast<int>(*it);
std::cout << std::endl;
}
};

使用方法：

void document_view_test()
{
Document doc;
TextView v1(doc);
HexView v2(doc);
std::cout<<"================= document view test ===============\n";
doc.append("Hello world!\n");
doc.append("Good!\n");
doc.append("Happy!\n");
}

该代码运行后，可以看到如下的结果

================= document view test ===============
TextView:Hello world!
HexView: 48 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 21 a
TextView:Hello world!
Good!
HexView: 48 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 21 a 47 6f 6f 64 21 a
TextView:Hello world!
Good!
Happy!
HexView: 48 65 6c 6c 6f 20 77 6f 72 6c 64 21 a 47 6f 6f 64 21 a 48 61 70 70 79 21 a

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