【C++11】std::bind,std::function,std::placeholders

此篇博客主要包含三个C++11的新特性。可用于绑定接收到其他进程消息后的消息处理函数。

一、std::function

    使用时需要包含头文件functional。在实际工作中可实现函数回调，std::function的实例可以对任何可以调用的目标实体进行存储、复制、和调用操作，这些目标实体包括普通函数、Lambda表达式（也是C++11的特性）、函数指针、以及其它函数对象等。

//代码出自链接：http://www.jellythink.com/archives/771
#include 
#include 
using namespace std;

std::function< int(int)> Functional;

// 普通函数
int TestFunc(int a)
{
    return a;
}

// Lambda表达式
auto lambda = [](int a)->int{ return a; };

// 仿函数(functor)
class Functor
{
public:
    int operator()(int a)
    {
        return a;
    }
};

// 1.类成员函数
// 2.类静态函数
class TestClass
{
public:
    int ClassMember(int a) { return a; }
    static int StaticMember(int a) { return a; }
};

int main()
{
    // 普通函数
    Functional = TestFunc;
    int result = Functional(10);
    cout << "普通函数："<< result << endl;

    // Lambda表达式
    Functional = lambda;
    result = Functional(20);
    cout << "Lambda表达式："<< result << endl;

    // 仿函数
    Functor testFunctor;
    Functional = testFunctor;
    result = Functional(30);
    cout << "仿函数："<< result << endl;

    // 类成员函数
    TestClass testObj;
    Functional = std::bind(&TestClass::ClassMember, testObj, std::placeholders::_1);
    result = Functional(40);
    cout << "类成员函数："<< result << endl;

    // 类静态函数
    Functional = TestClass::StaticMember;
    result = Functional(50);
    cout << "类静态函数："<< result << endl;

    return 0;
}

    可以看到function能够存储上述类型函数，并且完成调用。

二、std::bind

定义：

simple(1)	
template 
  /* unspecified */ bind (Fn&& fn, Args&&... args);
with return type (2)	
template 
  /* unspecified */ bind (Fn&& fn, Args&&... args);

    绑定器，返回基于fn的函数对象，但其参数绑定到args。
每个参数可以绑定到值或占位符：

• 如果绑定到某个值，则调用返回的函数对象将始终使用该值作为参数。
• 如果绑定到占位符，则调用返回的函数对象转发传递给调用的参数（由调用的参数决定该值）。
  来自C++Reference的使用例子（懒得自己写.jpg）：

// bind example
#include      // std::cout
#include    // std::bind

// a function: (also works with function object: std::divides my_divide;)
double my_divide (double x, double y) {return x/y;}

struct MyPair {
  double a,b;
  double multiply() {return a*b;}
};

int main () {
  using namespace std::placeholders;    // adds visibility of _1, _2, _3,...

  // binding functions:
  auto fn_five = std::bind (my_divide,10,2);               // returns 10/2
  std::cout << fn_five() << '\n';                          // 5

  auto fn_half = std::bind (my_divide,_1,2);               // returns x/2
  std::cout << fn_half(10) << '\n';                        // 5

  auto fn_invert = std::bind (my_divide,_2,_1);            // returns y/x
  std::cout << fn_invert(10,2) << '\n';                    // 0.2

  auto fn_rounding = std::bind (my_divide,_1,_2);     // returns int(x/y)
  std::cout << fn_rounding(10,3) << '\n';                  // 3

  MyPair ten_two {10,2};

  // binding members:
  auto bound_member_fn = std::bind (&MyPair::multiply,_1); // returns x.multiply()
  std::cout << bound_member_fn(ten_two) << '\n';           // 20

  auto bound_member_data = std::bind (&MyPair::a,ten_two); // returns ten_two.a
  std::cout << bound_member_data() << '\n';                // 10

  return 0;
}

    可以看到，bind绑定的参数，可以部分绑定某个值，部分绑定占位符，占位符的顺序也可以自己指定（相当于可以改变调用时的传参顺序），还是很灵活的。这里面不可避免用到了placeholders，下面来讲。

三、 placeholders

定义很简单：

namespace placeholders {
  extern /* unspecified */ _1;
  extern /* unspecified */ _2;
  extern /* unspecified */ _3;
  // ...
}

    他的应用就是bind绑定参数时的占位符，当调用bind返回的函数对象时，带有占位符_1的参数被调用中的第一个参数替换，_2被调用中的第二个参数替换，依此类推。

四、应用

    可以实现消息处理的分配器，用unordered_map做存储，key为消息名，value为对应的处理函数，再用bind绑定处理函数，eg：

std::unordered_map> dealfuncs;
dealfuncs[cmdname] = std::bind(&someClass::func, this, _1,_2,...);

实现绑定的函数，在消息到来时，根据消息名查找到对应的消息处理函数并调用。