C++ std::bind

概述

bind函数可以看作一个通用的函数适配器，所谓适配器，即使某种事物的行为类似于另外一种事物的一种机制，如容器适配器：stack(栈)、queue(队列)、priority_queue(优先级队列)。
bind函数接受一个可调用对象，生成一个新的可调用对象来适配原对象。

函数原型

template 
  /* unspecified */ bind (Fn&& fn, Args&&... args);

bind函数接受一个逗号分割的参数列表args，对应给定函数对象fn的参数，返回一个新的函数对象。
参数列表args中：

• 如果绑定到一个值，则调用返回的函数对象将始终使用该值作为参数
• 如果是一个形如_n的占位符，则调用返回的函数对象会转发传递给调用的参数(该参数的顺序号由占位符指定)

使用

#include  //bind函数 placeholders命名空间

int Plus(int x, int y) {
    return x + y;
}

int PlusOne(int x) {
    auto func = std::bind(Plus, std::placeholders::_1, 1);
    return func(x);
}

int main()
{
    std::cout << PlusOne(9) << std::endl; //结果 10
    return 0;
}

注：示例代码中的_1即为形如_n的占位符，其定义在命名空间placeholders中，而此命名空间又定义在命名空间std中

使用场景

根据bind函数的特征，有以下几个场景时可以使用bind：

1. 当bind函数的参数列表绑定到一个值时，则调用返回的函数对象将始终使用该值作为参数。所以bind函数可以将一个函数的参数特例化，如上文的示例代码
2. 当bind函数的参数列表是一个占位符时，调用返回的函数对象的参数顺序号由占位符指定，所以bind函数可以对调用函数对象的参数重新安排顺序，例如：

using namespace std;

void output(int a, int b, int c) {
    cout << a << " " << b << " " << c;
}

int main()
{
    auto func = bind(output, placeholders::_2, placeholders::_1, placeholders::_3);
    func(1, 2, 3); //结果 2 1 3
    return 0;
}

3. 与std::function配合，实现回调函数。具体见文章C++ std::function，这里不再赘述。

进一步讨论

bind函数中非占位符的参数，将会以值拷贝的方式传递给返回的可调用对象中，所以直接使用bind，无法将参数以引用方式传递，或是绑定的参数类型无法拷贝。
我们需要使用ref函数(函数ref返回一个对象，包含给定的引用，此对象是可以拷贝的)来实现以引用方式传递参数，或将无法拷贝的参数类型可拷贝。
示例：

void add(int &x, int &y) {
    x++;
    y++;
}

int main()
{
    int x = 1, y = 1;
    auto func = bind(add, ref(x), y); //x以引用方式传递，y以值方式传递
    func();
    cout << x << " " << y; //结果 2 1
    return 0;
}

相似的，cref函数，用于生成一个保存const引用的类。函数ref与cref也定义在头文件functional中。

参考 《Primer C++ 第五版》