C++11实用技术（二）std::function和bind绑定器

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C++11实用技术（一）auto与decltype的使用

C++11实用技术（二）std::function和bind绑定器

C++11实用技术（三）std::future、std::promise、std::packaged_task、async

简介

C++11新增了std::function和std::bind。用于函数的包装以及参数的绑定。可以替代一些函数指针，回调函数的场景。

std::function

std::function对象包装器

std::function是可调用对象的包装器，它可以用来用统一的方式来处理函数、函数对象、函数指针，并允许保存和延迟执行它们。比较难理解，可以从代码上深入：

#include 
#include 

void func(void)
{
	std::cout << __FUNCTION__ << std::endl;
}

class Foo
{
public:
	static int foo_func(int a)
	{
		std::cout << __FUNCTION__ << " :input param:" << a << std::endl;
		return a;
	}
};
class Bar
{
public:
	int operator()(int a)
	{
		std::cout << __FUNCTION__ << " :input param:" <<a<< std::endl;//
		return a;
	}
};
int main()
{
	std::function<void(void)> fr1 = func;//绑定普通函数
	fr1();

	std::function<int(int)> fr2 = Foo::foo_func;//绑定一个类的静态成员函数
	std::cout << "result:"<< fr2(123) << std::endl;

	Bar bar;
	std::function<int(int)> fr3 = bar;//绑定一个仿函数
	//fr2 = bar;//这里用fr2也可以，因为这两个函数的返回值和参数表是一样的
	std::cout << "result" <<fr3(123) << std::endl;
	return 0;
}

注意：代码中__FUNCTION__是预定义标识符，基本功能是实现返回所在函数的名字，便于调试日志打印。

运行结果：

可以看出使用给std::function赋值上对应的函数返回值和函数参数表，它就可以容纳这一类调用方式的函数，被称为“函数包装器”。如上述的fr2可以容纳Foo::foo_func和bar。
这里可以看出function类似于函数指针的作用，可以保存各种类型的函数地址。

std::function做回调函数

#include 
#include 

class A
{
	std::function<void(int)> callback_;
public:
	A(const std::function<void(int)>& f) : callback_(f) {}
	void notify(int a)
	{
		callback_(a);
	}
};
class Foo
{
public:
	void operator()(int a)
	{
		std::cout << __FUNCTION__  <<" a:" << a << std::endl;
	}
};
int main()
{
	Foo foo;
	A aa(foo);
	aa.notify(111);
	return 0;
}

这里可以看出function可以取代函数指针的作用，可以用function保存函数延迟执行，所有比较适合用在回调函数场景。

std::bind绑定器

std::bind可以将可调用对象和其参数一起绑定，绑定后的结果可以用std::function进行保存。
其中绑定普通函数和绑定成员函数的写法有所不同。

bind绑定普通函数

#include 
#include 

void input(int x)
{
	std::cout << x << std::endl;
}

int main()
{
	std::function<void(int)> fr = std::bind(input, std::placeholders::_1);
	auto fr1 = std::bind(input, std::placeholders::_1);//这里用auto接收也行
	fr(2);
	fr1(3);
	return 0;
}

其中std::placeholders::_1是一个占位符，表示这个位置将在函数调用时，被传入的第一个参数替代。

占位符的使用方法：

#include 
#include 

void input(int x, int y)
{
	std::cout << x << " " << y << std::endl;
}

int main()
{
	std::function<void(int, int)> fr = std::bind(input, std::placeholders::_1, 2);//这里用auto接收也行
	fr(4, 5);//4 2
	fr = std::bind(input, 2, std::placeholders::_1);
	fr(4, 5);//2 4
	fr = std::bind(input, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
	fr(4, 5);//4 5
	fr = std::bind(input, std::placeholders::_2, 2);
	fr(4, 5);//5 2
	fr = std::bind(input, 2, std::placeholders::_2);
	fr(4, 5);//2 5
	return 0;
}

结果：

在绑定参数时，可以通过占位符std::placeholders来决定空位参数会属于调用发生时的第几个参数。

bind绑定成员函数

bind可以绑定成员函数和成员变量。其中绑定成员函数和绑定普通函数时是有一些差别的。

#include 
#include 

class MyClass {
public:
	int i_ = 0;
	void foo(int a, int b) {
		std::cout << a << " " << b << std::endl;
	}
};

int main() {
	MyClass obj;
	auto boundFunc = std::bind(&MyClass::foo, &obj, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);//绑定成员函数
	boundFunc(3, 4);
	auto fr_i = std::bind(&MyClass::i_, &obj);//绑定成员变量
	fr_i() = 123;

	return 0;
}

当使用 std::bind 绑定成员函数时，需要注意以下几点：

• 需要使用成员函数的指针或函数对象来进行绑定。对于指针，需要使用 & 取址符号获取成员函数的地址。
• 需要提供对象的指针（或引用）作为第一个参数，以便在调用时正确地调用成员函数。

可以看到绑定普通函数时是不需要提供对象的指针或引用作为参数。