Указатели на функцию, коллбэки и функторы

Иногда бывает нужно вызвать функцию по имени, представленном в виде текстовой строки. В URL'е это имя пришло, например. Или из текстового конфига вы его считали. Я долго искала какой-нибудь элегантный способ сделать это на С++, но ничего хорошего не нашла.

В JavaScript'е, например, для этого есть функция eval, которая пытается выполнить текстовую строку. Единственное решение, которое я нашла для C++: создавать некий массив, а лучше map с отображением символьного имени функции на указатель на нее.

void updateInfo()
{
  ...
}

map <string, void (*)()> mFunctions;
mFunctions["updateInfo"] = updateInfo;
//и так далее для всех функций, что нужно использовать
...
string sFunctionName;
... 
//где-то там считали имя функции

mFunctions[sFunctionName]();//выполнили нужную функцию
mFunctions["updateInfo"]();//то же самое

И для каждой вновь появившейся функции придется руками этот массив править и перекомпилировать код.

Updated 11.04.2007
[Сразу несколько человек в комментариях заметили, что есть способ лучше, предложенный Александреску в "Современном проектировании".]

Ну и ладно. Зато появился повод поговорить об указателях на функции.
Указатели на функцию - вещь интересная и полезная. Настолько полезная, что появился отдельный сайт, посвященный исключительно указателям на функции - www.function-pointer.org. Сейчас он редиректит вот сюда: The Function Pointer Tutorials. Также в C++ FAQ Lite есть раздел, посвященный указателям на функции. Я пробегусь по основным моментам, но все равно почитайте эти ссылки там много интересно и полезного.

Указатель на функцию может выглядеть например так:

//объявляется указатель под именем pt2Function
int (*pt2Function)(float, char, char);         

Указатель на функцию-член класса может выглядеть так.

//объявляется указатель под именем pt2Member
int (TMyClass::*pt2Member)(float, char, char);

Указатель на константную функцию-член класса может выглядеть так.

//объявляется указатель под именем pt2ConstMember
int (TMyClass::*pt2ConstMember)(float, char, char) const;

(Все примеры из The Function Pointer Tutorials)

И этот указатель на функцию можно всяко-разно использовать. Например, как я использовала в начале поста. Или его передать в функцию. И это получится уже коллбэк (callback).

void sort_ints(int* begin_items, int num_items, 
               int (*cmpfunc)(int, int) );

(пример из Wikipedia)

Это была объявлена функция сортировки, которая в для операции сравнения использует переданную cmpfunc.

Если вам вдруг нужно в качестве коллбэка передать нестатическую функцию-член класса, то, возможно, вы хотите странного. Но сделать это можно, вот объяснение как это сделать из C++ FAQ Lite, вот объяснение из The Function Pointer Tutorials.

Есть еще такое интересное понятие как функтор (functor, сокращение от function object).
В C++ можно сделать так: объявить класс, в котором переопределен operator(). Работа с таким объектом выглядит как работа с функцией. Но при этом это полноценный объект, возможностей у него больше, чем у функции. Он, например, может хранить состояние. В нем можно опеределить данные, другие функции и с ними работать.

template <class Fun>
void foo(Fun f)
{
  //...
  f();
  //...
} 

Обычно под функтором понимается любой объект, с которым можно работать как с функцией, то есть в C++ функтором являются и объекты, с переопределенным operator(), и собственно функции. Но тут я встречала разночтения. Иногда, когда говорят про функторы, обычные функции туда не включают (этот подход мне больше по душе). А иногда еще встречается термин функционоид (functionoid), для функторов, не являющихся обычными функциями.
Сочетание функторов с темплейтами приводит к очень интересным возможностям. Обратите внимание, в приведенном выше примере f может являться как функтором, так и указателем на функцию.

Ссылки:
comp.lang.c++.moderated Newbie question about operator() and functors in general
Функторы очень интенсивно используются в STL, о чем рассказывается здесь: Function Objects.
Очень хорошо, со всякими ссылками о функторах написано в Function object, Wikipedia
Указатели на функции-члены и реализация самых быстрых делегатов на С++
Указатели на функции члены класса