C++ of the Day #38 - Boost.Signals로 Qt 스타일의 Signal/Slot 따라하기 #2

이전 글에서 알아 본 Qt 스타일의 signal/slot 구조를 Boost.Signals를 사용하여 구현해 보도록 하겠습니다. 몇가지 사소한 기법을 제외하면 모두 Boost.Signals의 기능을 사용합니다.

먼저 Boost.Signals의 사용법을 간단히 살펴보겠습니다. 다음 예제는 Boost.Signals Tutorial에서 가져 왔습니다.

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

// .. main()
boost::signal sig;
sig.connect(HelloWorld());

sig(); // print "Hello, World!"

위의 예제에서는 functor를 사용하고 있으나 일반 function pointer도 사용 가능하며 하나의 signal에 여러개의 slot을 connect하는 것도 가능합니다. 물론 각 slot들 사이의 호출 순서를 결정하거나 disconnect하는 등의 기능들도 존재하나 이 글에서는 다루지 않습니다.

그럼 이제 이전 글의 예제와 같이 Button 클래스에 clicked() signal을 만들어 이를 Dialog 클래스의 quit() slot에 연결시킬 수 있는 방법에 대해 생각해보죠. 현재 가지고 있는 Boost.Signals만 가지고도 다음과 같이 사용이 가능합니다.

class Button
{
public:
  boost::signal clicked;
};

class Dialog
{
public:
  void quit() {
    cout << "Dialog::quit\n";
  }
};

// .. main()
Button quit;
Dialog app;

quit.clicked.connect(boost::bind(&Dialog::quit, app));

quit.clicked(); // print "Dialog::quit"

너무 간단합니다. 벌써 끝이 보이네요. 다음으로 Slider 클래스의 valueChanged(int) signal을 Text 클래스의 display(int) signal에 연결해보겠습니다. 이 경우argument가 하나 있으므로 문법이 살짝 달라집니다.

class Slider
{
public:
  Signal valueChanged;
};

class Text
{
public:
  void display(int n) {
    cout << "Text::display(" << n << ")\n";
  }
};

// .. main()
Slider sldr;
Text text;

sldr.valueChanged.connect(boost::bind(&Text::display, text, _1)); // _1 for 'int' argument

sldr.valueChanged(1); // print "Text::display(1)"

이제 원하는 모양의 connect()를 구현해 보겠습니다. 만들어질 connect()의 usage는 다음과 같습니다.

connect(quit.clicked, app, &Dialog::quit);
connect(sldr.valueChanged, text, &Text::display);

위와 같이 connect()함수를 구현하려고 하면 다음과 같이 argument 개수에 따른 구분이 필요하다는 것을 알 수 있습니다.

template 
void connect(T1& t1, T2& t2, Func2 f2)
{
  t1.connect(boost::bind(f2, t2)); // ?
  // or
  t1.connect(boost::bind(f2, t2, _1)); // ?
}

당연하게도 이를 구현하려면 partial template specialization을 사용해야 합니다. 이 partial template specialization에서는 signal과 slot으로 사용될 함수의 argument 개수를 non-type template argument로 사용합니다. ((여기서는 argument가 없거나 하나인 경우만 설명합니다. 실제 구현할때는 Boost.Preprocessor를 사용하여 원하는 만큼의 코드를 생성할 수 있습니다. Boost.Preprocessor의 사용법은 이전 C++ of the Day #30 - Python의 map 함수 따라 잡기글에서 보실 수 있습니다.))

template 
struct connect_impl;

template 
struct connect_impl
{
  void operator()(T1& t1, T2& t2, Func2 f2)
  {
    t1.connect(boost::bind(f2, t2));
  }
};

template 
struct connect_impl
{
  void operator()(T1& t1, T2& t2, Func2 f2)
  {
    t1.connect(boost::bind(f2, t2, _1));
  }
};

template 
void connect(T1& t1, T2& t2, Func2 f2)
{
  connect_impl()(t1, t2, f2); // where does the Arity come from?
}

하지만 위 코드의 주석과 같이 현재 어디서도 Arity argument를 compile-time에 구할 수가 없습니다. boost::signal에서 ::arity를 제공해주었더라면 좋았을텐데 말이죠.

...

boost::signal이 arity를 제공해주지 않으니 arity를 제공하는 Signal 클래스를 만들어보기로 하겠습니다. 이번엔 Boost.TypeTraits에 있는 function_traits의 arity를 사용합니다. 정말 Boost에는 없는게 없군요. :-)

template 
struct Signal : boost::signal
{
  enum { arity = boost::function_traits::arity };
};

이제 앞에서 작성했던 Button과 Slider 클래스의 boost::signal들을 Signal로 변경합니다.

class Button
{
public:
  Signal clicked;
};

class Slider
{
public:
  Signal valueChanged;
};

이것으로 앞에서 보았던 아래와 같은 코드가 사용 가능해집니다.

connect(quit.clicked, app, &Dialog::quit);
connect(sldr.valueChanged, text, &Text::display);

...

!! 경고 - 매크로 알레르기가 있는 분들은 더이상 보지 마세요. :-|

...

마지막으로 Qt와 조금이라도 비슷해 보이기 위해 다음과 같이 SIGNAL과 SLOT를 #define합니다.

#define SIGNAL(OBJ, SIG) (OBJ).SIG
#define SLOT(OBJ, SLOT) OBJ, &SLOT

이제 위에서 보았던 코드는 다음과 같은 문법으로도 작성할 수 있습니다.

connect(SIGNAL(quit, clicked), SLOT(app, Dialog::quit));
connect(SIGNAL(sldr, valueChanged), SLOT(text, Text::display));

이번 글에서는 Boost.Signals를 사용하여 Qt와 유사한 문법을 사용하게 해주는 connect()를 구현해 보았습니다. 다양한 Boost 라이브러리 덕분에 생각보다 간단히 구현할 수 있었습니다. 도움을 준 Boost.Bind과 Boost.TypeTraits에게 감사드립니다. ;-)