std::bind

bind是这样一种机制，它可以将参数绑定于可调用对象，产生一个新的可调用实体，这种机制在函数回调时颇为有用

https://blog.youkuaiyun.com/caoshangpa/article/details/79173351

std::bind

参考资料

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• cplusplus.com：http://www.cplusplus.com/reference/functional/bind/

• cppreference.com：http://en.cppreference.com/w/cpp/utility/functional/bind

std::bind简介

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• 函数模板声明

// cplusplus.com
// simple(1)
template <class Fn, class... Args>
/* unspecified */ bind (Fn&& fn, Args&&... args);

// with return type (2)
template <class Ret, class Fn, class... Args>
/* unspecified */ bind (Fn&& fn, Args&&... args);

// GCC 4.8.2 - /usr/include/c++/4.8.2/tr1
template <typename _Functor, typename... _ArgTypes>
inline _Bind<typename _Maybe_wrap_member_pointer<_Functor>::type(_ArgTypes...)>
bind(_Functor __f, _ArgTypes... __args)
{
    ...
}

template <typename _Result, typename _Functor, typename... _ArgTypes>
inline _Bind_result<_Result, typename _Maybe_wrap_member_pointer<_Functor>::type (_ArgTypes...)>
bind(_Functor __f, _ArgTypes... __args)
{
    ...
}

// MS C++ 2013 \Microsoft Visual Studio 12.0\VC\include\functional
template <class _Fun, class... _Types>
inline _Bind<false, void, _Fun, _Types...>
bind(_Fun && _Fx, _Types &&... _Args)
{ // bind a function object
    ...
}

template <class _Rx, class... _Ftypes, class... _Types>
inline _Bind<true, _Rx, _Rx (* const)(_Ftypes...), _Types...>
bind(_Rx (*_Pfx)(_Ftypes...), _Types&&... _Args)
{ // bind a function pointer
    ...
}

template <class _Rx, class _Farg0, class... _Types>
inline _Bind<false, void, _Pmd_wrap<_Rx _Farg0::*, _Rx, _Farg0>, _Types...>
bind(_Rx _Farg0::* const _Pmd, _Types&&... _Args)
{ // bind a wrapped member object pointer
    ...
}

#define _IMPLICIT_PMF_WRAP(CALL_OPT, X1, CV_OPT) \
template <class _Rx, class _Farg0, class... _Ftypes, class... _Types> \
inline _Bind<true, _Rx, _Pmf_wrap<_Rx(CALL_OPT _Farg0::*)(_Ftypes...) CV_OPT, _Rx, _Farg0, _Ftypes...>, _Types...> \
bind(_Rx(CALL_OPT _Farg0::* const _Pmf)(_Ftypes...) CV_OPT, _Types&&... _Args) \
{ /* bind a wrapped CV_OPT member function pointer */ \
    ...
}

_MEMBER_CALL_CV(_IMPLICIT_PMF_WRAP, )
...

• 函数模板说明

       以cplusplus.com中描述的原型说明：

       基于Fn参数返回一个函数对象，并且以Args参数绑定为函数对象的参数。每个参数要么绑定一个参数值，要么绑定为一个std::placeholders。如果参数绑定成一个值，那么返回的函数对象将总使用绑定的参数值做为调用参数，即调用传入参数将不起作用；如果参数绑定为std::placeholders，那么返回的函数对象在被调用时需要传入实时参数，参数填充的位置即由placeholder指定的序号。

       bind函数返回的函数对象类型和Fn一致，除非用户在Ret参数中指定了返回类型。需要注意的是，Ret参数只是一个模板参数，它并不能由传入该函数的参数进行隐式推导。

• 模板参数说明

       以cplusplus.com中描述的原型说明：

       Fn    :  函数对象、普通函数指针或类成员函数指针。

       Args : 用于绑定的参数列表。其中每个参数要么是参数值要么是一个placeholder

std::bind详解

---

• 绑定普通函数

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

int g_Minus(int i, int j)
{
    return i - j;
}

int main()
{
    function<int(int, int)> f1 = bind(g_Minus, 1, 2);
    function<int()>         f2 = bind(g_Minus, 1, 2);                   // 绑定参数返回的函数对象实际等同这种形式
    function<int(int, int)> f3 = bind(g_Minus, placeholders::_1, placeholders::_2);
    function<int(int)>      f4 = bind(g_Minus, 1, placeholders::_1);    // 绑定第一个参数
    function<int(int)>      f5 = bind(g_Minus, placeholders::_1, 1);    // 绑定第二个参数

    cout << f1(3, 2) << endl;                                           // -1，实际传入参数将不起作用
    cout << f2()     << endl;                                           // -1
    cout << f3(3, 2) << endl;                                           // 1
    cout << f4(3)    << endl;                                           // -2
    cout << f5(3)    << endl;                                           // 2

    return 1;
}

• 绑定模板函数

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

template <class T>
T g_Minus(T i, T j)
{
    return i - j;
}

int main()
{
    function<int(int, int)> f1 = bind(g_Minus<int>, 1, 2);
    function<int()>         f2 = bind(g_Minus<int>, 1, 2);                  // 绑定参数返回的函数对象实际等同这种形式
    function<int(int, int)> f3 = bind(g_Minus<int>, placeholders::_1, placeholders::_2);
    function<int(int)>      f4 = bind(g_Minus<int>, 1, placeholders::_1);   // 绑定第一个参数
    function<int(int)>      f5 = bind(g_Minus<int>, placeholders::_1, 1);   // 绑定第二个参数

    cout << f1(3, 2) << endl;                                               // -1，实际传入参数将不起作用
    cout << f2()     << endl;                                               // -1
    cout << f3(3, 2) << endl;                                               // 1
    cout << f4(3)    << endl;                                               // -2
    cout << f5(3)    << endl;                                               // 2

    return 1;
}

• 绑定lambda表达式

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

int main()
{
    function<int(int, int)> f = bind([](int i, int j){ return i - j; }, placeholders::_1, placeholders::_2);
    cout << f(2, 3) << endl;                                            // -1
    return 1;
}

• 绑定函数对象

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

struct Minus
{
    int operator() (int i, int j)
    {
        return i - j;
    }
};

int main()
{
    function<int(int, int)> f = bind(Minus(), placeholders::_1, placeholders::_2);
    cout << f(2, 3) << endl;                                            // -1
    return 1;
}

• 绑定类静态成员函数

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

class Math
{
public:
    static int Minus(int i, int j)
    {
        return i - j;
    }
};

int main()
{
    function<int(int, int)> f = bind(&Math::Minus, placeholders::_1, placeholders::_2);
    cout << f(2, 3) << endl;                                            // -1
    return 1;
}

• 绑定类对象成员函数

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

class Math
{
public:
    int Minus(int i, int j)
    {
        return i - j;
    }
};

int main()
{
    Math m;
    function<int(int, int)> f = bind(&Math::Minus, &m, placeholders::_1, placeholders::_2);
    cout << f(2, 3) << endl;                                            // -1
    return 1;
}

• 返回值的类型转换

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

class Math
{
public:
    int Minus(int i, int j)
    {
        return i - j;
    }
};

struct Result
{
    int m_Result;

    Result() : m_Result(0) {}
    Result(int result) : m_Result(result) {}
};

int main()
{
    Math m;
    auto   f = bind<Result>(&Math::Minus, &m, placeholders::_1, placeholders::_2);
    Result r = f(2, 3);
    cout << r.m_Result << endl;                                         // -1
    return 1;
}

 

C++11新特性之七：bind和function

2018年01月26日 19:52:00 灿哥哥 阅读数：998

版权声明：本文为灿哥哥http://blog.youkuaiyun.com/caoshangpa原创文章，转载请标明出处。 https://blog.youkuaiyun.com/caoshangpa/article/details/79173351

一.std::bind

bind是这样一种机制，它可以将参数绑定于可调用对象，产生一个新的可调用实体，这种机制在函数回调时颇为有用。C++98中，有两个函数bind1st和bind2nd，它们分别用来绑定functor的第一个和第二个参数，都只能绑定一个参数。C++98提供的这些特性已经由于C++11的到来而过时，由于各种限制，我们经常使用bind而非bind1st和bind2nd。在C++11标准库中，它们均在functional头文件中。而C++STL很大一部分由Boost库扩充，STL中的shared_ptr等智能指针，bind及function都是由Boost库引入。在写代码过程中，要养成使用bind，function，lambda和智能指针的习惯，它们非常强大简洁实用。

1.过时的bind1st和bind2nd
bind1st(op, arg) ：op(arg, param) 
bind2nd(op, arg) ：op(param, arg)

1. vector<int> coll {1, 2, 3, 4, 5, 11, 22, 5, 12};

2. // 查找第一个元素值大于10的元素

3. std::find_if(coll.begin(), coll.end(), // 范围

4. std::bind2nd(std::greater<int>(), 10));// 将10绑定到第二个参数，也就是 ......大于10

5. // 查找元素值大于10的元素的个数

6. int _count = count_if(coll.begin(), coll.end(), // 范围

7. std::bind1st(less<int>(), 10));// 将10绑定到第一个参数，也就是10小于......

2. C++11中的std::bind

 

1. //function object内部调用plus<>（也就是operator+），以占位符（placeholders）_1为第一个参数，

2. //以10为第二个参数，占位符_1表示实际传入此表达式的第一实参，返回“实参+10”的结果值

3. auto plus10 = std::bind(std::plus<int> (), std::placeholders::_1, 10);

4. std::cout << plus10(7) << std::endl;// 输出17

1. // (x + 10)*2，下面的代码中x=7

2. std::bind(std::multiplies<int>(),

3. std::bind(std::plus<int>(), std::placeholders::_1, 10),// i+10

4. 2)(7);

注意：上面所用的less<int>()，greater<int>()以及plus<int>()等都是C++预定义的Function Object。因此我们可以知道，bind可以把参数绑定到“函数对象”上。除此之外，bind()还可以把参数绑定到普通函数、类成员函数、甚至数据成员等。
3. 使用std::bind要注意的地方
(1)bind预先绑定的参数需要传具体的变量或值进去，对于预先绑定的参数，是pass-by-value的。除非该参数被std::ref或者std::cref包装，才pass-by-reference。

(2)对于不事先绑定的参数，需要传std::placeholders进去，从_1开始，依次递增。placeholder是pass-by-reference的；
(3)bind的返回值是可调用实体，可以直接赋给std::function对象； 
(4)对于绑定的指针、引用类型的参数，使用者需要保证在可调用实体调用之前，这些参数是可用的；
(5)类的this可以通过对象或者指针来绑定

4.一个例子

 

1. #include <iostream>

2. #include <memory>

3. #include <functional>

4.  

5. void f(int n1, int n2, int n3, const int& n4, int n5)

6. {

7. std::cout << n1 << ' ' << n2 << ' ' << n3 << ' ' << n4 << ' ' << n5 << '\n';

8. }

9.  

10. int g(int n1)

11. {

12. return n1;

13. }

14.  

15. struct Foo {

16. void print_sum(int n1, int n2)

17. {

18. std::cout << n1+n2 << '\n';

19. }

20. int data = 10;

21. };

22.  

23. int main()

24. {

25. using namespace std::placeholders; // for _1, _2, _3...

26.  

27. // demonstrates argument reordering and pass-by-reference

28. int n = 7;

29. // (_1 and _2 are from std::placeholders, and represent future

30. // arguments that will be passed to f1)

31. auto f1 = std::bind(f, _2, _1, 42, std::cref(n), n);

32. n = 10;

33. f1(1, 2, 1001); // 1 is bound by _1, 2 is bound by _2, 1001 is unused

34. // makes a call to f(2, 1, 42, n, 7)

35.  

36. // nested bind subexpressions share the placeholders

37. auto f2 = std::bind(f, _3, std::bind(g, _3), _3, 4, 5);

38. f2(10, 11, 12); // makes a call to f(12, g(12), 12, 4, 5);

39.  

40. // bind to a pointer to member function

41. Foo foo;

42. auto f3 = std::bind(&Foo::print_sum, &foo, 95, _1);

43. f3(5);

44.  

45. // bind to a pointer to data member

46. auto f4 = std::bind(&Foo::data, _1);

47. std::cout << f4(foo) << '\n';

48. }

输出结果；

 

1. 2 1 42 10 7

2. 12 12 12 4 5

3. 100

4. 10

二.std::function

类模版std::function是一种通用、多态的函数封装。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、bind表达式、函数指针以及其它函数对象，。std::function对象是对C++中现有的可调用实体的一种类型安全的包装（我们知道像函数指针这类可调用实体，是类型不安全的）。

最简单的理解就是：
通过std::function对C++中各种可调用实体（普通函数、Lambda表达式、函数指针、以及其它函数对象等）的封装，形成一个新的可调用的std::function对象；让我们不再纠结那么多的可调用实体。

 

1. #include <functional>

2. #include <iostream>

3.  

4. struct Foo {

5. Foo(int num) : num_(num) {}

6. void print_add(int i) const { std::cout << num_+i << '\n'; }

7. int num_;

8. };

9.  

10. void print_num(int i)

11. {

12. std::cout << i << '\n';

13. }

14.  

15. struct PrintNum {

16. void operator()(int i) const

17. {

18. std::cout << i << '\n';

19. }

20. };

21.  

22. int main()

23. {

24. // store a free function

25. std::function<void(int)> f_display = print_num;

26. f_display(-9);

27.  

28. // store a lambda

29. std::function<void()> f_display_42 = []() { print_num(42); };

30. f_display_42();

31.  

32. // store the result of a call to std::bind

33. std::function<void()> f_display_31337 = std::bind(print_num, 31337);

34. f_display_31337();

35.  

36. // store a call to a member function

37. std::function<void(const Foo&, int)> f_add_display = &Foo::print_add;

38. const Foo foo(314159);

39. f_add_display(foo, 1);

40. f_add_display(314159, 1);

41.  

42. // store a call to a data member accessor

43. std::function<int(Foo const&)> f_num = &Foo::num_;

44. std::cout << "num_: " << f_num(foo) << '\n';

45.  

46. // store a call to a member function and object

47. using std::placeholders::_1;

48. std::function<void(int)> f_add_display2 = std::bind( &Foo::print_add, foo, _1 );

49. f_add_display2(2);

50.  

51. // store a call to a member function and object ptr

52. std::function<void(int)> f_add_display3 = std::bind( &Foo::print_add, &foo, _1 );

53. f_add_display3(3);

54.  

55. // store a call to a function object

56. std::function<void(int)> f_display_obj = PrintNum();

57. f_display_obj(18);

58. }

输出结果：

 

1. -9

2. 42

3. 31337

4. 314160

5. 314160

6. num_: 314159

7. 314161

8. 314162

9. 18

参考链接：http://en.cppreference.com/w/cpp/utility/functional/function