std::tr1::function

使用std::tr1::function对象代替虑函数

在 C++的TR1中(Technology Report)中包含一个function模板类和bind模板函数,使用它们可以实现类似函数指针的功能,但却却比函数指针更加灵活,特别是函数指向类的非静态成员函数时。可以参考Scott Meyers. <Effective C++ (3rd Edition)>. Item 35.下面具体说明其使用方法。


1. 指向全局函数或静态成员函数时

因为在本质上讲全局函数和静态成员函数没有区别,使用方法上除了静态成员函数在引用时要在前面加域作用符className::外,没有其它任何区别,事实上全局函数也有可能放入命名空间,或者使用全局域作用符,例如 nameSpace::function() 或::function,这样不仅本质上相同,形势上也与静态成员函数一致了,所以它们是没有区别的,放到一起讨论。

这种情况比较简单,只需要定义一各类型

typedef std::tr1::function<void(int)> EventHandler;

然后再定义一个成员变量

Class A{ 
     ...
public: 
    EventHandler onEvent; 
};

然后在其它函数内就可以通过设置onEvent的值来动态装载事件响应函数了,如:

ClassB{ 
   private: 
       ClassA cA; 
   public: 
       void Initialize(void); 
       static void OnEventA(int); 
}; 
void ClassB::Initialize(void) 

    cA.onEvent = EventHandler(&ClassB::OnEventA); 
    ...
}

注意,这里使用了静态成员函数,如果把OnEventA前面的static去掉这段代码还工作吗?当然不能工作,编译都不能通过,不信可以试试。为什么呢?因为静态成员函数与非静态成员函数的参数表不一样,原型相同的非静态函数比静态成员函数多一个参数,即第一个参数this指针,指向所属的对象,任何非静态成员函数的第一个参数都是this指针,所以如果把OnEventA前面的static 去掉,其函数原型等效于下面的一个全局函数:

void OnEventA(ClassB* this, int);

所以,这与EventHandler所声明的函数类型不匹配,编译将不能通过。而且,既然静态成员函数没有this指针,在 ClassB::OnEventA函数中当然也就不能访问ClassB的非静态成员,这给编程造成很大的不便,如何解决这个问题呢,那就用到了 bind模板函数。


2. 指向非静态成员函数时

首先说bind的用法,其声明如下所示:

bind(F f, T1 t1, T2 t2, ..., TN tN);

其中f为将被调用的函数,t1...tN为函数的参数。如果不指明参数,则可以使用占位符表示形参,占位符为

std::tr1::placehoders::_1, std::tr1::placehoders::_2, ..., std::tr1::placehoders::_N

更详细信息请参考:http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2003/n1455.htm


例如,将上例中ClassB::OnEventA前的static去掉改为非静态成员函数,则需要进行动态绑定才能使得程序正常运行,将ClassB::Initialize(void)的定义修改为:

void ClassB::Initialize(void) 

    cA.onEvent = bind(&ClassB::OnEventA, this, _1); 
    ...... 
}

这样,便动态装载函数成功。


3. 指向虚成员函数

对于虚成员函数的情况与第2节所说相同,仍然可以实现虑函数的效果。如果定义类ClassC继承自ClassB,将ClassB::OnEventA重载,定义一个新的ClassC::OnEventA,ClassB::Initialize中的函数不变,仍然使用ClassB::OnEventA 进进绑定,则调用成员cA.onEvent()时,具体执行ClassB::OnEventA还是ClassC::OnEventA,看cA所属对象的静态类型是ClassB还是ClassC而定。

在<Effective C++>中ITEM35建议使用该方法实现Strategy模式,实际上也可以用于代替callback 函数模仿C#中的event对象,而这里只能实现一个函数,实际上如果function<>模板实现了operator+以后,再在 function对象中维护一个列表,便可以实现C#中的event特性,有空可以试试。


PS: 转载自 http://blog.youkuaiyun.com/xiucaijiang/article/details/5999441

<think>首先,用户的问题是:“我想了解std::get<1>的使用方法、相关原理等信息 请问C++中std::get<1>的详细介绍和使用示例”。这是一个关于C++标准库中的std::get模板函数的问题。 现在,用户提供了几个引用,我需要参考这些引用: - 引用[1]: 关于std::list的使用。但用户的问题是关于std::get<1>的,这与std::list无关。 - 引用[2]: 关于std::bind的使用。 - 引用[3]: 关于std::functionstd::bind。 - 引用[4]: 关于std::tr1::function和bind。 - 引用[5]: 关于std::function的使用。 用户明确提到了“参考站内引用”,但我注意到这些引用都不直接相关到std::get<1>。std::get通常是用于std::tuple、std::pair或std::array等容器来访问元素的。用户引用的内容大多是关于std::functionstd::bind和std::list。 用户说“上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求”,所以我应该主要关注用户的问题:std::get<1>的详细介绍和使用示例。 回想我的知识: - std::get<N> 是一个模板函数,常用于访问std::tuple、std::pair的元素。它返回元组或对中第N个元素的引用。 - 例如,对于std::tuple<int, double, std::string>,std::get<0>(myTuple) 返回第一个元素,std::get<1>(myTuple) 返回第二个元素。 - 同样,对于std::pair,也可以使用std::get<0>或std::get<1>。 - 它也可以用于std::array,但std::array有operator[],所以通常不需要。 - 原理:std::get<N> 是一个模板函数,它在编译时确定索引N,并返回指定位置的元素引用。这是一个高效的访问方式。 现在,用户要求“详细介绍和使用示例”,所以我需要提供一个清晰的回答。 回答结构:根据系统级指令,我应该: - 使用中文回答。 - 结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 保证回答真实可靠。 - 对于数学表达式,使用$...$或$$...$$,但在这个上下文中,可能不太需要数学表达式。用户的问题是关于C++编程的。 - 生成相关问题(在最后)。 - 末尾添加引用标识。但用户提供了引用,我需要参考它们吗?用户说“上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求”,所以我应该基于自己的知识回答,但可以提及如果相关。 用户引用的内容: - [1] std::list:不相关。 - [2],[3],[4],[5] 都是关于std::functionstd::bind的,与std::get无关。 所以,我可能不需要直接引用这些内容。但用户说“请尽可能多的参考用户上一次的问题和你的回答”,这是第一条消息,所以没有“上一次的问题”。在对话历史中,这是第一个用户消息(在系统指令之后)。 在系统指令前,有示例关于快速排序,但那是示例,不是真实对话。 所以,我应该直接回答用户的问题。 步骤: 1. 介绍std::get<1>是什么。 2. 解释其使用方法。 3. 提供一个或多个使用示例(代码)。 4. 讨论相关原理,如类型安全、编译时索引等。 5. 最终生成相关问题。 使用中文回答。 详细内容: - std::get<N> 主要用于std::tuple和std::pair。 - 语法:std::get<Index>(container),其中Index是编译时常量。 - 示例代码:包括创建tuple或pair,并使用std::get<1>访问第二个元素。 - 原理:模板元编程,确保索引类型安全;时间复杂度O(1),因为它直接访问内存位置。 - 注意事项:索引必须有效(0到size-1),否则编译错误。 示例代码: ```cpp #include <iostream> #include <tuple> #include <utility> int main() { // 使用 std::pair std::pair<int, double> myPair = {42, 3.14}; std::cout << "First element: " << std::get<0>(myPair) << std::endl; std::cout << "Second element: " << std::get<1>(myPair) << std::endl; // 使用 std::tuple std::tuple<std::string, int, bool> myTuple("Hello", 100, true); std::cout << "First element: " << std::get<0>(myTuple) << std::endl; std::cout << "Second element: " << std::get<1>(myTuple) << std::endl; // std::get<1> 访问第二个元素 int second = std::get<1>(myTuple); std::cout << "Second element: " << second << std::endl; return 0; } ``` 在代码中,添加注释解释。 最终,生成相关问题。 引用:用户在消息中提到引用[1]到[5],但都不直接相关。所以,在我的回答中,我可以说“基于C++标准库的知识”,而不直接引用这些。但为了完整,我可以提到如果用户有兴趣,可以探索其他主题。 系统指令要求“回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识”,但在这个回答中,我没有引用外部来源,所以可能不需要。用户提供的引用是“站内引用”,但我不是从那里引用的;我是用自己的知识。 或许在结尾添加一个通用引用,比如“C++标准库参考文档”,但不需要具体。 现在,生成相关问题: - 如何用std::get访问std::tuple的元素? - std::get和其它访问方式(如结构化绑定)的区别? - std::get在std::pair和std::tuple中的性能如何? - 如何处理索引越界的错误? 确保回答清晰。 </think>### C++ 中 `std::get<1>` 的详细介绍和使用示例 `std::get<1>` 是 C++ 标准库中的一个模板函数,主要用于访问 `std::pair` 或 `std::tuple` 中的第二个元素(索引从 0 开始)。它提供了一种类型安全且高效的访问方式,在编译时检查索引的有效性。以下我将详细介绍其使用方法、相关原理,并提供可运行的代码示例。所有解释均基于 C++ 标准库的实现(C++11 及更高版本)。 #### 1. **`std::get<1>` 的用途和原理** - **核心用途**:`std::get<N>` 用于访问容器中特定位置的元素,其中 `N` 是一个编译时常量索引。`std::get<1>` 专门访问索引为 1 的元素(即第二个元素)。 - 支持容器:主要用于 `std::pair`(包含两个元素的模板类)和 `std::tuple`(可容纳多个元素的模板类)。它也适用于 `std::array`,但后者通常优先使用 `operator[]`。 - **不适用场景**:不能用于 `std::vector`、`std::list` 等顺序容器,因为这些容器不支持编译时索引访问[^1]。 - **工作原理**: - **编译时类型检查**:`std::get<N>` 是一个模板函数,索引 `N` 必须在编译时确定。编译器会验证索引是否在容器边界内(例如,对于 `std::pair`,索引只能是 0 或 1)。如果索引越界(如 `std::get<2>` 用于 `std::pair`),会触发编译错误。 - **高效访问**:时间复杂度为 $O(1)$,因为它直接计算元素的内存偏移量,无需运行时遍历。这利用了模板元编程技术,确保零运行时开销。 - **返回类型**:返回元素类型的引用(如 `T&`),允许修改元素值。如果元素是 `const` 容器的一部分,返回 `const T&`。 - **优点与局限**: - 优点:类型安全、高效(适合性能敏感场景)。 - 局限:索引必须硬编码(不能用运行时变量),且仅适用于固定大小的容器。 #### 2. **使用方法** - **基本语法**:`std::get<N>(container)` - `N`:索引值(整数常量),`std::get<1>` 的 `N` 固定为 1。 - `container`:`std::pair` 或 `std::tuple` 对象。 - **常见操作**: - 访问元素:直接读取或修改值。 - 组合使用:常与结构化绑定(C++17)、`auto` 或 lambda 表达式配合。 - **注意事项**: - 索引有效性:索引必须有效(例如,`std::pair` 只支持索引 0 和 1)。 - 类型匹配:元素类型必须在编译时已知,否则类型推导失败。 - 适用范围:优先用于元组或对,而非其他容器。 #### 3. **使用示例** 以下示例代码演示 `std::get<1>` 在 `std::pair` 和 `std::tuple` 中的使用。代码包含详细注释,可直接在 C++编译器中运行(需支持 C++11)。 ```cpp #include <iostream> #include <utility> // 包含 std::pair #include <tuple> // 包含 std::tuple int main() { // 示例 1:使用 std::pair(存储两个元素) std::pair<std::string, int> student = {"Alice", 25}; // 创建 pair: 第一个元素是字符串,第二个是整数 // 访问 pair 的第二个元素(索引 1) int age = std::get<1>(student); // 读取值 std::cout << "Student age: " << age << std::endl; // 输出: Student age: 25 // 修改 pair 的第二个元素 std::get<1>(student) = 26; // 直接赋值修改 std::cout << "Updated age: " << std::get<1>(student) << std::endl; // 输出: Updated age: 26 // 示例 2:使用 std::tuple(存储多个元素) std::tuple<std::string, double, bool> product = {"Laptop", 999.99, true}; // 创建 tuple: 字符串, 浮点数, 布尔值 // 访问 tuple 的第二个元素(索引 1) double price = std::get<1>(product); // 读取值 std::cout << "Product price: $" << price << std::endl; // 输出: Product price: $999.99 // 在函数中动态使用 auto printSecond = [](const auto& container) { // std::get<1> 自动推导类型 std::cout << "Second element: " << std::get<1>(container) << std::endl; }; printSecond(product); // 输出: Second element: 999.99 // 示例 3:错误使用(索引越界演示) // std::get<2>(student); // 编译错误:student 是 pair,索引 2 无效(只允许 0 或 1) return 0; } ``` **代码说明**: - **编译运行**:确保编译器支持 C++11(如 g++ 使用 `-std=c++11` 标志)。 - **输出结果**: ``` Student age: 25 Updated age: 26 Product price: $999.99 Second element: 999.99 ``` - **关键点**:示例显示了读取、修改和错误处理。索引越界时编译器直接报错,确保安全性。 #### 4. **与其他技术的比较** - **vs 结构化绑定(C++17)**:结构化绑定(如 `auto [name, age] = student;`)更简洁,但 `std::get<1>` 在模板元编程中更灵活。 - **vs `std::bind` 或 `std::function`**:`std::get<1>` 专注于数据访问,而 `std::bind`(引用中提到[^2][^3][^4]) 用于函数绑定,两者用途不同。例如,`std::bind` 可绑定回调,但不直接访问容器元素。 - **性能**:恒定时间复杂度 $O(1)$,优于需要遍历的容器(如 `std::list`)[^1]。 #### 5. **常见问题解答** - **为什么索引从 0 开始?**:遵循 C++ 的数组索引惯例。 - **能否用于运行时索引?**:否,索引必须是编译时常量。若需运行时索引,使用 `std::get` 结合 `std::tuple_size` 或其他方法。 - **异常安全**:无异常,纯编译时操作。 - **扩展应用**:在模板中动态访问元素,或在泛型编程中用常量表达式控制索引。 如果您专注于特定场景(如与 `std::function` 结合),请提供更多细节,我可以进一步优化示例[^3][^4]。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值