如何在C++中使用非静态成员函数作为回调函数

How to use non static member functions as callback in C++

本文关键字：函数 静态成员 回调 C++      更新时间：2023-10-16

我正在用C++为ESP8266编写一个小程序，遇到了麻烦。我创建了一个Led类表单来处理Led。这个想法是，这个类应该处理一个blink函数。为此，我使用了一个名为Ticker的图书馆。

Ticker中的一个函数attach_ms需要回调，而我无法将其用于非静态成员函数。

这是我的头文件：

#ifndef led_h
#define led_h
#include <Arduino.h> 
#include <Ticker.h>
#include "debugutils.h"
#define tickLength 100

enum class LedState {
OFF,
ON,
SLOW_BLINK,
FAST_BLINK
};

class Led {
public:
Led(Ticker *tick, uint8_t ledPin, int slowBlinkTime, int fastBlinkTime);
void on();
void off();
void slowBlink( );
void fastBlink( );
private:
uint8_t pin;
int counter;
int slowNoBlinkTicks;
int fastNoBlinkTicks;
LedState state;
void ledOn();
void ledOff();
void ledInvert();
void clean();
void blink(int par);
void tickerCallbackLed();
};
#endif

这是我的代码文件：

#include "led.h"

void Led::ledOn() {
digitalWrite(pin, HIGH);
}
void Led::ledOff() {
digitalWrite(pin, LOW);
}
void Led::ledInvert() {
digitalWrite(pin, !digitalRead(pin));
}
void Led::clean() {
counter = 0;
}
void Led::blink(int par) {
if (counter > par) {
ledInvert();
counter = 0;
}
else {
counter++;
}
}
void Led::tickerCallbackLed() {
switch (state) {
case LedState::OFF : break;
case LedState::ON : break;
case LedState::SLOW_BLINK : blink(slowNoBlinkTicks); break;
case LedState::FAST_BLINK : blink (fastNoBlinkTicks);  break;
default : break;
};

};
void Led::on() {
ledOn();
state = LedState::ON;
};

void Led::off(){
ledOff();
state = LedState::OFF;
};
void Led::slowBlink(){
clean();
ledInvert();
state = LedState::SLOW_BLINK;
};
void Led::fastBlink(){
clean();
ledInvert();
state = LedState::FAST_BLINK;
};

Led::Led(Ticker *tick, uint8_t ledPin, int slowBlinkTime, int fastBlinkTime) {
tick->attach_ms(tickLength, std::bind(&Led::tickerCallbackLed,this));
slowNoBlinkTicks = slowBlinkTime/tickLength;
fastNoBlinkTicks = fastBlinkTime/tickLength;
pinMode(ledPin,OUTPUT);
digitalWrite(ledPin,LOW);
pin = ledPin;
state = LedState::OFF;
counter = 0;
}

这一行给出了一个编译错误，我不知道如何修复它。我试着遵循我在网上找到的所有"建议"。

tick->attach_ms(tickLength, std::bind(&Led::tickerCallbackLed,this));

根据此版本的Ticker.h，Ticker::attach_ms()过载以接受std::function<void(void)>或void (*)(TArg)作为回调：

typedef void (*callback_with_arg_t)(void*);
typedef std::function<void(void)> callback_function_t;
void attach_ms(uint32_t milliseconds, callback_function_t callback)
{
_callback_function = callback;
attach_ms(milliseconds, _static_callback, (void*)this);
}
template<typename TArg>
void attach_ms(uint32_t milliseconds, void (*callback)(TArg), TArg arg)
{
static_assert(sizeof(TArg) <= sizeof(uint32_t), "attach_ms() callback argument size must be <= 4 bytes");
uint32_t arg32 = (uint32_t)arg;
_attach_ms(milliseconds, true, reinterpret_cast<callback_with_arg_t>(callback), arg32);
}

在第一种情况下，您可以将lambda与std::function一起使用，您根本不需要std::bind()：

tick->attach_ms(tickLength, [this](){ this->tickerCallbackLed(); });

在第二种情况下，callback接受一个用户定义的参数，该参数被传递给Ticker::attach_ms()，因此您可以将this作为该参数传递(正如您在上面看到的，这正是Ticker::attach_ms()的std::function版本在内部所做的(：

class Led {
...
private:
...
static void staticTickerCallbackLed(Led *pThis);
void tickerCallbackLed();
...
};
void Led::staticTickerCallbackLed(Led *pThis)
{
pThis->TickerCallbackLed();
}
...
tick->attach_ms(tickLength, &Led::staticTickerCallbackLed, this);

不过，请注意，Ticker::attach_ms()不允许回调参数>大小为4字节，这意味着当编译64位时，任何一种方法都不起作用，其中指针为8字节！IMHO，这似乎是内部Ticker::_attach_ms()方法实现中的一个错误，该方法将回调参数作为uint32_t而不是uintptr_t:

void _attach_ms(uint32_t milliseconds, bool repeat, callback_with_arg_t callback, uint32_t arg);
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