C++ 如何解决回调地狱问题

“地狱回调”（Callback Hell）是指在编程中使用过多嵌套回调函数，导致代码难以阅读和维护。C++ 提供了多种方法来解决这个问题，包括以下几种常见的方法：

使用 Lambda 表达式和标准库的 std::function
使用 std::future 和 std::promise
使用协程 (C++20)
使用异步框架

下面是更多关于每种方法的详细解释和示例。

1. 使用 Lambda 表达式和标准库 `std::function`

Lambda 表达式可用于简化回调函数，使代码更清晰。

#include <iostream>
#include <functional>

void fetchData(const std::function<void(std::string)>& callback) {
    std::string data = "data from fetch";
    callback(data);
}

void processData(const std::string& data, const std::function<void(std::string)>& callback) {
    std::string processedData = data + " processed";
    callback(processedData);
}

int main() {
    fetchData([](std::string data) {
        std::cout << "Fetched: " << data << std::endl;
        processData(data, [](std::string processedData) {
            std::cout << "Processed: " << processedData << std::endl;
        });
    });

    return 0;
}

2. 使用 `std::future` 和 `std::promise`

通过使用 std::future 和 std::promise 实现更可读的异步代码。

#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>

std::string fetchData() {
    return "data from fetch";
}

std::string processData(const std::string& data) {
    return data + " processed";
}

int main() {
    std::promise<std::string> fetchPromise;
    std::future<std::string> fetchFuture = fetchPromise.get_future();

    std::thread fetchThread([&fetchPromise]() {
        fetchPromise.set_value(fetchData());
    });

    std::thread processThread([](std::future<std::string> fetchFuture) {
        auto fetchedData = fetchFuture.get();
        std::string processedData = processData(fetchedData);
        std::cout << "Processed: " << processedData << std::endl;
    }, std::move(fetchFuture));

    fetchThread.join();
    processThread.join();

    return 0;
}

3. 使用协程 (C++20)

C++20 引入了协程，使得异步操作更加流畅和自然。

#include <iostream>
#include <coroutine>
#include <future>

struct Task {
    struct promise_type {
        std::promise<void> promise;
        Task get_return_object() {
            return Task{ promise.get_future() };
        }
        std::suspend_never initial_suspend() { return {}; }
        std::suspend_never final_suspend() noexcept { return {}; }
        void return_void() { promise.set_value(); }
        void unhandled_exception() { promise.set_exception(std::current_exception()); }
    };

    std::future<void> future;
};

Task fetchData(std::string& result) {
    result = "data from fetch";
    co_return;
}

Task processData(std::string& result) {
    result += " processed";
    co_return;
}

int main() {
    std::string data;
    auto t1 = fetchData(data);
    t1.future.get();
    
    auto t2 = processData(data);
    t2.future.get();

    std::cout << "Processed: " << data << std::endl;
    return 0;
}

4. 使用异步框架

异步框架如 Boost.Asio 或 libuv 可以帮助管理异步操作，避免回调地狱。

#include <iostream>
#include <boost/asio.hpp>

boost::asio::io_context io;

void fetchData(const std::function<void(std::string)>& callback) {
    std::string data = "data from fetch";
    io.post([callback, data]() {
        callback(data);
    });
}

void processData(const std::string& data, const std::function<void(std::string)>& callback) {
    std::string processedData = data + " processed";
    io.post([callback, processedData]() {
        callback(processedData);
    });
}

int main() {
    fetchData([](std::string data) {
        std::cout << "Fetched: " << data << std::endl;
        processData(data, [](std::string processedData) {
            std::cout << "Processed: " << processedData << std::endl;
        });
    });

    io.run();

    return 0;
}