Funktionszeiger aus einer Klassenmethode

rudirabbit · 7. Januar 2015

Vorab - das ganze läuft auf einem Atmel.

Ich habe eine NTP Klasse erstellt, stellt aus dem Internet die aktuelle Zeit zur Verfügung
Dazu gibt es die Funktion time_t getNtpTime(); In time_t steht die Zeit im Unix Format zur Verfügung,

Im Hauptprogramm gibt es eine Lib (time.h) dies ist quasi eine Softwareuhr.
Dort kann man in der Funktion setSyncProvider( ); einen Funktionpointer einhängen der die time_t zurückgibt und die Uhr ist dann in synch.

Der Header meiner Klasse schaut so aus:

C

#ifndef TimeServer_h
#define TimeServer_h


#include <Arduino.h> 
#include <WProgram.h>
#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>
#include <EthernetUdp.h>
#include <inttypes.h>
#include <Time.h>




const int NTP_PACKET_SIZE=48;


class TimeServer  
{
 public:
	TimeServer(); 
	TimeServer(byte *NTPSERVER);
  time_t getNtpTime();
 	void Start();


  
private:  


byte packetBuffer[ NTP_PACKET_SIZE]; //buffer to hold incoming and outgoing packets
unsigned long sendNTPpacket(byte *address);
boolean summertime_EU(int year, byte month, byte day, byte hour, byte tzHours);
EthernetUDP udp;
EthernetClass eth;	 
};


#endif

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Wenn ich im Hauptprogramm sowas mache:

Code

TimeServer  InternetZeit;
...
 setSyncProvider(InternetZeit.getNtpTime);

meckert der Compiler das die Pointer nicht kompatibel sind.

das hier funktioniert ohne Probleme

Code

TimeServer  InternetZeit;
..
time_t TimeWrapper()
{
return  InternetZeit.getNtpTime();


}


 setSyncProvider(TimeWrapper);

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Also ist eine Funktonszeiger einer Funkton aus einer Klasse ist was anderes als ein Funktionzeiger aus der aufrufenden Klasse.
Muss man diese funktion als static defineren ? - nur dann compilert es nicht weil alles static sein muß

mini73 · 7. Januar 2015

Hier mal ein interessantes Tutorial zum Thema Funktionspointer:
http://www.codeguru.com/cpp/cp…ntertoMember-Function.htm

Ich würde es, wenn du schon C++ benutzt, allerdings anders machen.
Definiere eine interface-Klasse mit einer puren, virtuellen Funktion und lasse deine TimeServer-Klasse davon ableiten. Dann kannst du einen Pointer auf ein Objekt übergeben, wo du dann diese Funktion aufrufen kannst.

In Kurzform:

Code

class ITimeServer
{
public:
  virtual time_t getNtpTime() = 0;
};


class TimeServer:public ITimeServer
{
public:
...
  virtual time_t getNtpTime(); // diese dann im cpp implementieren
...
};


void setSyncProvider(ITimeServer *timeServer);

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setSyncProvider muss sich dann das übergebene Objekt irgendwo merken und kann dann über timeServer->getNtpTime() von dem Objekt die Uhrzeit holen.

Hoffe, das wird ungefähr klar, wie ich das meine.

Lars.

rudirabbit · 8. Januar 2015

Ich meine zu verstehen was du meinst.
Nur dazu müsste ich die Funktion setSyncProvider von time.h äandern ?
Das will ich aber nicht umbedingt tun, da auch andere Projekte von dieser Lib abhängen.
So schaut es in der Time.h aus.

Code

typedef time_t(*getExternalTime)();
...
void    setSyncProvider( getExternalTime getTimeFunction); // identify the external time provider

In deinem Link wird erklärt, das ich die funktion als static definieren muss. (wenn ich das richtig begriffen habe)
Das deckt sich auch mit anderen Lib's die dies tun. Hier eine Ausschnitt aus der DCF Lib, die Funktion getTime(void); wird bei setSyncProvider einhängt.

Code

public:	
	// Public Functions
	DCF77(int DCF77Pin, int DCFinterrupt, bool OnRisingFlank=true); 

	static time_t getTime(void);
	static time_t getUTCTime(void);
	static void Start(void);
	static void Stop(void);
	static void int0handler();
 };

Es reicht wohl nicht, nur die time_t gettime static zu definieren, sondern auch alle anderen Funktionen und Variablen die darauf zugreifen wollen.
Wenn ich das tue meckert der Compiler z.b das er nicht mehr auf das Array packetBuffer zugreifen kann.
Ein einfacher Zugriff packetBuffer[x] schlägt dann schon fehl.
.
Wenn du Lust hast, kannst ja mal ein Blick auf mein dilettantisches Werk werfen.
So funktioniert es mit der Wrapper Funktion, ist nur ein schönheitsfehler.
Da Ich aber was lernen will....

mini73 · 8. Januar 2015

Ah, ok, setSyncProvider ist nicht von dir, sondern extern. Alles klar. Ich schau mir das nachher mal an.
Im Zweifelsfall und wenn du sowieso nur eine Instanz deiner Klasse brauchst, kannst du darin natürlich alles static machen, auch die Felder. Leider scheint man auch keinen void* als userdata übergeben zu können, was normalerweise üblich ist.

Ich melde mich nachher noch mal.

Lars

pmp · 8. Januar 2015

Du kannst nicht einfach eine normale, nicht-statische, Methode einer Klasse als Funktionszeiger verwenden. Nicht-statische Methode sind an die Objektinstanz gebunden und die ist nicht an die Methode gebunden.

Ist nicht ganz einfach zu formulieren.

Anders gesagt: Innerhalb der Methode hast du indirekt Zugriff auf die member-variable deines Objektes, direkt kann man das mit dem this-pointer machen und der muss ja irgendwo herkommen.

Dein Beispiel mit globalen Funktion ist uerbigens identisch mit der Implementation einer statischen Methode in deiner Klasse: du brauchst eine Objektinstanz.

Wie ich oben sagte, es nicht ganz einfach, aber nicht unmoeglich: ich finde allerdings keine deutschen Tutorials: Eine Suche mit "class member method as C function pointer" ergibt einige Resultate.

mini73 · 8. Januar 2015

Zitat von pmp

Du kannst nicht einfach eine normale, nicht-statische, Methode einer Klasse als Funktionszeiger verwenden.

Doch, das geht, siehe das Tutorial, das ich verlinkt habe. Die Syntax ist bloß etwas gewöhnungsbedürftig.
Hier geht es aber auch darum, den Pointer an eine C-Lib zu übergeben und nicht C++, deshalb ist es etwas schwieriger und ich weiß auch noch nicht, ob es überhaupt geht.

Hatte noch keine Zeit, in den Code zu gucken.

Lars.

mini73 · 8. Januar 2015

Wie sieht "gettimefunction" eigentlich im Header aus?

Edit: Hab's gefunden: https://github.com/PaulStoffre…me/blob/master/Time.h#L61
Edit 2: Ach, hattest du ja auch oben gepostet...

Lars.

mini73 · 8. Januar 2015

In diesem Fall scheint es besser zu sein, mit einer static-Funktion zu arbeiten.
Als Workaround kannst du in der Klasse TimeServer noch ein static-member hinzufügen:

Code

class TimeServer
{
private:
 static TimeServer* _server;
...
public:
 static time_t getNtpTime(void);
};
// cpp
TimeServer* TimeServer::_server = NULL;


// Konstruktor:
TimeServer::TimeServer()
{
 if (_server == NULL)
  _server = this;
}


// Destruktor
TimeServer::~TimeServer()
{
 if (_server == this)
  _server = NULL;
}
...
time_t TimeServer::getNtpTime(void)
{
 if (_server == null)
  return 0; // oder was auch immer gefordert ist, wenn keine Zeit abgerufen werden kann
 // und ab hier dann mit _server arbeiten, statt mit this
}

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Du musst dann nur darauf achten, dass du _server evtl. noch mit einer Mutex schützt und dass dein TimeServer Objekt lang genug lebt, solange die Funktion aufgerufen wird.

Das ist dann sowas wie ein Singleton-Pattern.

Lars.

rudirabbit · 8. Januar 2015

Hallo Lars, danke für deine Mühe.

Code

class TimeServer
{
 public:
	TimeServer(); 
	TimeServer(byte *NTPSERVER);
 static time_t getNtpTime(void);
 	void Start();


  
private:  
static TimeServer* _server;


byte packetBuffer[ NTP_PACKET_SIZE]; //buffer to hold incoming and outgoing packets
unsigned long sendNTPpacket(byte *address);
boolean summertime_EU(int year, byte month, byte day, byte hour, byte tzHours);
EthernetUDP udp;
EthernetClass eth;	 
};

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Der Compiler meckert beim Erzeugen der Instanzen udp und eth und auch beim definieren von packetBuffer.
Wenn ich dies static mache wird dies akzeptiert.

Alle in der cpp müssen dann alle Zugriffe auf die member Funktionen von TimeServer via _server-> erfolgen, was auch auch teilweise zum Erfolg führt.
So richtig verstehe ich die Zusammenhänge nicht mehr wirklich, wir bewegen uns glaube ich auch in einem C++ Bereich der für != C++Profis nicht ganz einfach ist.

Im Arduino Forum habe ich diese Frage auch schon gestellt, aber wenn es um OOP geht gibt es nicht viel Leute die da eine Antwort parat haben.
Und für dich es auch schwierig, wenn du die Entwicklungsumgebung incl. der verwendeten Lib nicht hast.

Nur wenn du viel Lust und Zeit hast, in der DCF77 Lib wird dies gemacht was ich vor habe aber bei mir nicht hinbekomme - kannst ja mal reinschauen.
Dort wird alles static definiert.

Grüße Rudi

mini73 · 8. Januar 2015

Moin!

Ich hab mal "meine" Änderungen eingebaut, diesmal mit einer zusätzlichen Funktion, damit es evtl. klarer wird.
Keine Ahnung, ob es kompiliert, müsste es aber eigentlich.

Lars.

rudirabbit · 9. Januar 2015

Moin, Lars

Es kompiliert und funktioniert.
Ich hatte gestern wohl das Prinzip nicht verstanden .
Hatte gerade den Aha Effekt ..... Ahhh so wird ein Schuh draus.

Musste zwar noch dies ändern.

Code

private: 
  TimeServer* _server; 
....

in

Code

private: 
 static TimeServer* _server; 
....

Dann funktionierte es.
Auf diese Lösung wäre ich nie gekommen.
Ich gehe aber schon davon aus das du Berufsmässig mit Softwareentwicklung zu tun hast ?

Grüße Rudi

PS: Ich darf deine Lösung schon im Arduino Forum posten ? Natürlich mit den Hinweiß das es dein Werk war.

mini73 · 9. Januar 2015

Stimmt, da muss ein static hin, hab das nur so nebenbei getippt.

Zitat von rudirabbit

Ich gehe aber schon davon aus das du Berufsmässig mit Softwareentwicklung zu tun hast ?

Hatte letztes Jahr 20-jähriges Dienstjubiläum, in Wirklichkeit sind es ein paar Jahre mehr. Sind schon fast 30, naja, 25 vielleicht. Wann kam der C64 raus?

Zitat von rudirabbit

PS: Ich darf deine Lösung schon im Arduino Forum posten ? Natürlich mit den Hinweiß das es dein Werk war.

Posten darfst du es gerne, aber ich muss nicht unbedingt erwähnt werden. Das ist nichts herausragendes, sondern eigentlich eine Standardlösung, die man häufig benutzt, wenn man aus C++ heraus in einer C-Lib einen Callback hinterlegen muss.
Häufig gibt es dann noch einen "void* userdata" Parameter, wo man dann das TimeServer-Objekt hätte übergeben können. Im Callback würde man dann diesen Pointer einfach auf die Klasse casten und könnte es dann benutzen.

Stell dir vor, es würde so aussehen:

Code

typedef time_t(*getExternalTime)(void*);
...
void setSyncProvider(getExternalTime getTimeFunction, void* userData);
...
static time_t getNtpTime(void* userData)
{
  if (userData == NULL)
    return 0;
  TimeServer *ts = (TimeServer*)userData;
  return ts->getNtpTime();
}
...
{
  TimeServer *ts = new TimeServer();
  setSyncProvider(getNtpTime, (void*)ts);
  ...
}

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Sowas wird dir bestimmt auch noch irgendwo begegnen.
Dann könnte man auch mit mehreren TimeServer-Objekten arbeiten.

Lars.

Funktionszeiger aus einer Klassenmethode

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