В чем ошибка std::function?

Question

[Vusal Guseynov]

Нужно загружать функции OpenGL и вызывать их через указатель. Все бы ничего, но преподаватель заставил вместо указателя использовать std::function. С ним возникает проблема, вроде все запускается, но работает не корректно.

Минимальный пример:

typedef void ( * PGLCLEARCOLORPROC )  (GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha);

    std::function <void (GLclampf, GLclampf, GLclampf, GLclampf)> _glClearColor = NULL;

    void glClearColor ( GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha)
    {
        if(_glClearColor == NULL)
            _glClearColor = ( PGLCLEARCOLORPROC ) SDL_GL_GetProcAddress( "glClearColor" );
        else
            _glClearColor (  red,  green,  blue,  alpha );
    }

Весь код:

mygl.h

#ifndef LAB1_HL_S11_V1_MYGL_H
#define LAB1_HL_S11_V1_MYGL_H

typedef unsigned int GLenum;
typedef unsigned int GLbitfield;
typedef unsigned int GLuint;
typedef int GLint;
typedef int GLsizei;
typedef unsigned char GLboolean;
typedef signed char GLbyte;
typedef short GLshort;
typedef unsigned char GLubyte;
typedef unsigned short GLushort;
typedef unsigned long GLulong;
typedef float GLfloat;
typedef float GLclampf;
typedef double GLdouble;
typedef double GLclampd;
typedef void GLvoid;
typedef char GLchar;

#define GL_COLOR_BUFFER_BIT 0x00004000

typedef void ( * PGLCLEARPROC )  (GLbitfield mask);
typedef void ( * PGLCLEARCOLORPROC )  (GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha);

bool mygl_Init(const char *);
void mygl_Quit();

void glClear(GLbitfield mask);
void glClearColor(GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha);

#endif //LAB1_HL_S11_V1_MYGL_H

mygl.cpp

#include "mygl.h"
#include <iostream>
#include <functional>
#include <SDL2/SDL.h>

std::function <void (GLclampf, GLclampf, GLclampf, GLclampf)> _glClearColor = NULL;
std::function <void (GLbitfield)> _glClear = NULL;

bool mygl_Init(const char *str)
{
    if (SDL_GL_LoadLibrary(str) < 0)
    {
        std::cerr << "Error in load library" << std::endl;
        return false;
    }

    return true;
}

void mygl_Quit()
{
    SDL_GL_UnloadLibrary();
}

void glClearColor ( GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha)
{
    if(_glClearColor == NULL)
        _glClearColor = ( PGLCLEARCOLORPROC ) SDL_GL_GetProcAddress( "glClearColor" );
    else
        _glClearColor (  red,  green,  blue,  alpha );
}

void glClear (GLbitfield mask)
{
    if( _glClear == NULL) {
        _glClear = (PGLCLEARPROC) SDL_GL_GetProcAddress("glClearColor");
        std::cout << "glClear is NULL" << std::endl;
    }
    else
        _glClear (mask);
}

main.cpp

#include <iostream>
#include "mygl.h"
#include <SDL2/SDL.h>

int main()
{

    SDL_Init(SDL_INIT_EVERYTHING);

    SDL_Event e;
    bool quit = false;

    if (!mygl_Init(NULL))
        return 0;


    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_CONTEXT_MINOR_VERSION, 3);
    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_CONTEXT_MAJOR_VERSION, 3);
    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_CONTEXT_PROFILE_MASK, SDL_GL_CONTEXT_PROFILE_CORE);

    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_RED_SIZE, 8);
    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_GREEN_SIZE, 8);
    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_BLUE_SIZE, 8);
    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_ALPHA_SIZE, 8);
    SDL_GL_SetAttribute(SDL_GL_BUFFER_SIZE, 32);

    SDL_Window *window = SDL_CreateWindow("Lab 1", SDL_WINDOWPOS_CENTERED, SDL_WINDOWPOS_CENTERED, 800, 480, SDL_WINDOW_OPENGL);

    if(!window)
    {
        std::cerr << "Error in create window" << std::endl;
        return 0;
    }

    SDL_GLContext glContext = SDL_GL_CreateContext(window);

    if(!glContext)
    {
        std::cerr << "Error in create gl context" << std::endl;
        return 0;
    }

    while( e.type != SDL_QUIT && !quit)
    {
        while(SDL_PollEvent(&e))
        {
            glClearColor(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
            glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

            SDL_GL_SwapWindow(window);
            if(e.key.keysym.sym == SDLK_q && SDL_GetModState() & KMOD_CTRL)
                quit = true;
        }
    }


    SDL_GL_DeleteContext(glContext);
    SDL_DestroyWindow(window);
    mygl_Quit();
    SDL_Quit();
    return 0;
}

Результат работы:

Answer 1

[AtomKrieg]

У меня ваш пример не скомпилировался(ругался на template specialization), но не суть.
Переделал вот так:

#include <iostream>
#include <functional>
#include <SDL.h>
#include <type_traits>

using PGLCLEARPROC = std::add_pointer<void(GLbitfield mask)>::type;
using PGLCLEARCOLORPROC = std::add_pointer<void (GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha)>::type;

std::function<void (GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha)>_glClearColor;
std::function<void(GLbitfield mask)> _glClear;

void glClearColor ( GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha)
{
	if(!_glClearColor)
		_glClearColor = static_cast<PGLCLEARCOLORPROC>(SDL_GL_GetProcAddress( "glClearColor" ));

	if (_glClearColor)
		_glClearColor (  red,  green,  blue,  alpha );
}

void glClear (GLbitfield mask)
{
	if(!_glClear)
		_glClear = static_cast<PGLCLEARPROC>(SDL_GL_GetProcAddress("glClear"));			

	if(_glClear)
		_glClear (mask);
}

Здесь описание операторов: www.cplusplus.com/reference/functional/function

Насколько я понимаю косяк заключается в том, что переменные _glClear это не указатели на функцию, а объект. И когда делаете так:
std::function <void (GLbitfield)> _glClear = NULL;
То через std::function::operator=() вы в него загоняете указатель на функцию располагающуюся в NULL. Таким образом инициализируете объект, пусть даже неправильным значением.

А когда вы делаете проверку
if( _glClear == NULL) {
То тут включается в работу оператор std::function::operator bool , которые проверяет что объект инициализирован.
Происходит преобразование типов по такому принципу: NULL -> 0 -> false. Поэтому проверка получается такой: if( _glClear == false) . Но объект уже инициализирован и operator bool возвращает true, поэтому переменная не инициализируется правильным значеним. Дальше происходит call target по адресу NULL - вы его инициалировали ранее и получаете UB.

Comments

[Vusal Guseynov]

Спасибо за ответ, но все равно не заработало( Ругается на статическое приведение:
error: invalid static_cast from type ‘void*’ to type ‘PGLCLEARCOLORPROC {aka void (*)(float, float, float, float)}’ _glClearColor = static_cast(SDL_GL_GetProcAddress( "glClearColor" ));

Заменил статическое приведение на обычное, окно создалось, но опять без графики

[AtomKrieg]

Vusal Guseynov: тут уже не function проблема. Без них работает как надо?

[Vusal Guseynov]

AtomKrieg: похоже что не в нем дело, но почему тогда не работает?
посмотрите, я ниже комментарий вставлю с кодом, который работает, вроде как ни чем не отличается почти

[AtomKrieg]

Vusal Guseynov: _glClear = (PGLCLEARPROC) SDL_GL_GetProcAddress("glClearColor") в строке не то значение

[Vusal Guseynov]

AtomKrieg: простите мне мою невнимательность, если сообщите мне свой номер, закину на него 100р в знак благодарности)

[AtomKrieg]

Vusal Guseynov: студентов не обираю :)

[Евгений Шатунов]

AtomKrieg, в пояснении работы `if( _glClear == NULL)` все не так.
en.cppreference.com/w/cpp/utility/functional/funct...
en.cppreference.com/w/cpp/utility/functional/funct...
explicit operator bool ни в коем случае не выведется для проверки небулевой эквивалентности. Поэтому внутри if() будет выполнен именно `bool operator==( const std::function& f, std::nullptr_t );`. И проверка будет правильной.
`else` там был лишним.

Там действительно проблема с приведением типов.
Для приведенной сигнатуры std::function, код присвоения должен быть таким: `_glClearColor = *(PGLCLEARCOLORPROC)SDL_GL_GetProcAddress( "glClearColor" );`.
Разыменование обязательно, или std::function надо инстанцировать от указателя на функцию.
Вот пример: cpp.sh/2k4g

[AtomKrieg]

Евгений Шатунов: спасибо, разберусь на досуге

[Vusal Guseynov]

Евгений Шатунов: спасибо, в итоге сделал так:
std::function _glClear;
_glClear = (void (*)(GLbitfield)) SDL_GL_GetProcAddress( "glClear" );

Answer 2

[Vusal Guseynov]

В классе все работает, но такой вариант мне не подходит, разве что если поля и методы статическими задать, но это не получается

class t {
public:
    bool mygl_Init(const char *);
    void mygl_Quit();
    void glClear(GLbitfield mask);
    void glClearColor(GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha);
private:
    std::function < void (GLbitfield) > _glClear;
    std::function < void (GLclampf, GLclampf, GLclampf, GLclampf) > _glClearColor;
};

typedef void ( * PGLCLEARPROC )  (GLbitfield mask);
typedef void ( * PGLCLEARCOLORPROC )  (GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha);

bool t::mygl_Init(const char *str)
{
    if (SDL_GL_LoadLibrary(str) < 0)
    {
        return false;
    }

    return true;
}

void t::mygl_Quit()
{
    SDL_GL_UnloadLibrary();
}

void t::glClear ( GLbitfield mask)
{
    if( !_glClear )
        _glClear = (PGLCLEARPROC) SDL_GL_GetProcAddress( "glClear" );
    else
        _glClear (mask);
}
void t::glClearColor ( GLclampf red, GLclampf green, GLclampf blue, GLclampf alpha)
{
    if( !_glClearColor )
        _glClearColor = ( PGLCLEARCOLORPROC ) SDL_GL_GetProcAddress( "glClearColor" );
    else
        _glClearColor (  red,  green,  blue,  alpha );
}