VTK修炼之道81：VTK开发基础_vtkObject类深入分析

1.前言

相比于vtkObjectBase，我们接触更多的是vtkObject类。
vtkObjectBase类主要实现了引用计数，因此vtkObject及其相关子类都继承了该特性。
与此同时，vtkObject中实现了一个在VTK中是用非常广泛的观察者/命令模式，该机制可以方便地处理消息响应，例如处理鼠标消息、键盘消息、进度条消息等，VTK的Widget中大量地使用了该机制进行消息处理。

2.观察者/命令模式的工作流程

vtkObject中定义了一个vtkSubjectHelper对象来管理观察者。vtkSubjectHelper内部定义了一个观察者vtkObserver对象链表。vtkObserver表示一个观察者，其内部定义了一个vtkCommand指针、一个消息ID以及一个表示优先级的变量。直观的理解为：当观察者监听到一个消息时（如鼠标按下消息），就响应vtkCommand定义的回调函数。

2.1 添加AddObserver()和删除观察者RemoveObserver()

vtkObject通过如下函数可以添加和删除观察者：

unsigned long AddObserver(unsigned long event, vtkCommand* , float priority = 0.0f);
void RemoveObserver(unsigned long tag);

AddObserver用于添加一个观察者

当执行该函数时，vtkSublectHelper对象根据event、vtkCommand对象和priority参数封装为一个vtkObverser，并根据优先级priority顺序添加至观察者列表中。
第二个参数为vtkCommand类型，vtkCommand中封装了消息处理函数，该类为一个虚基类，其中定义了一个纯虚函数：

virtual void Execute(vtkObject* caller, unsigned long eventId, void* callData) = 0;

当观察者检测到event消息时，会响应该函数来执行用户设定的操作。
vtkCommand只是定义了一个接口，我们必须生成一个vtkCommand子类，并覆盖Execute()函数实现具体的功能。

实现Execute()函数的两种方式

第一种方式是生成vtkCommand子类，并覆盖Execute()函数，在该函数中实现相应的功能。virtual void Execute(vtkObject* caller, unsigned long eventId, void* callData) = 0;该函数有三个参数，caller为触发消息对象；eventId为消息Id；callData为消息触发时需要传递的数据。
第二种方式是使用VTKCallbackCommand类。该类继承vtkCommand，其内部虽然覆盖了Execute()函数，但其实现是调用了一个内部函数，我们必须要自己定义这个函数。该函数为： void (*Callback) (vtkObject* , unsigned long , void* , void* );我们需要实现一个相同形式的回调函数，并通过SetCallback()函数来设置回调函数的指针：void SetCallback(
void(*f) (vtkObject* caller, unsigned long eid, void* clientdata, void* calldata) );
当我们定义了Callback()函数后，通过SetCallback()函数为VTKCallbackCommand设置回调函数。

对比实现Execute()函数的两种实现方法

通过对比Callback()函数的形式与Execute()函数，我们可以发现函数参数数目有所不同。不同之处在于Callback()函数多了一个clientdata参数。这是为回调函数中使用其他对象留的一个接口。

2.2 VTK中消息触发

vtkObject中定义了触发消息的函数：
int InvokeEvent(unsigned long event, void* callData);
event为触发的消息ID,callData为触发消息后传递的数据。当使用一个对象的InvokeEvent()来触发一个消息后，对象则遍历其内部添加的vtkObserver对象，一旦发现与某个vtkObserver对象的消息ID一致，就会执行该vtkObserver对象中的vtkCommand回调函数执行相应得操作，将callData传递到vtkCommand对象的Excute()函数中，vtkObject及其子类都可以添加一个或者多个vtkObserver对象，从而实现对不同的消息做出不同的响应。

2.3 观察者监听消息实例

#include <vtkVersion.h>
#include <vtkSmartPointer.h>
#include "vtkTestFilter.h"
#include <vtkCallbackCommand.h>
#include <vtkCommand.h>

void CallbackFunction(vtkObject* caller,
long unsigned int eventId,
void* clientData, void* callData )
{
int* callDataCasted = reinterpret_cast<int*>(callData);
std::cout << *callDataCasted << std::endl;
}

int main()
{
vtkSmartPointer<vtkTestFilter> filter =
vtkSmartPointer<vtkTestFilter>::New();

vtkSmartPointer<vtkCallbackCommand> callback =
vtkSmartPointer<vtkCallbackCommand>::New();
callback->SetCallback(CallbackFunction );

filter->AddObserver(MyEvent, callback);
filter->Update();

system("pause");
return EXIT_SUCCESS;
}

3. 参看资料

1.《C++ primer》

2.《The VTK User’s Guide – 11thEdition》

3.  张晓东, 罗火灵. VTK图形图像开发进阶[M]. 机械工业出版社, 2015.