C++ bind

在C++中，绑定器（Binder）是一种用于将可调用对象（如函数、函数指针、成员函数指针、lambda 表达式等）与其参数进行绑定，从而生成一个新的可调用对象的工具。绑定器可以预先绑定部分参数，减少后续调用时需要传入的参数数量，提高代码的复用性和灵活性。C++标准库提供了不同版本的绑定器，下面详细介绍 std::bind 和 C++11 引入的 std::bind_front 以及它们的使用场景和原理。

1. std::bind

基本概念

std::bind 是 C++11 引入的一个函数模板，定义在 <functional> 头文件中。它允许你将一个可调用对象和其部分或全部参数进行绑定，生成一个新的可调用对象。这个新的可调用对象可以在后续被调用，并且在调用时可以省略那些已经被预先绑定的参数。

基本语法

template< class F, class... Args >
/*unspecified*/ bind( F&& f, Args&&... args );

• F：可调用对象的类型，如函数、函数指针、成员函数指针、lambda 表达式等。
• Args：传递给可调用对象的参数。

示例代码

#include <iostream>
#include <functional>

// 普通函数
int add(int a, int b) 
{
    return a + b;
}

int main() 
{
    // 使用 std::bind 绑定 add 函数的第一个参数为 10
    auto addTen = std::bind(add, 10, std::placeholders::_1);

    // 调用绑定后的函数，只需要传入第二个参数
    int result = addTen(5);
    std::cout << "Result: " << result << std::endl;

    return 0;
}

代码解释

• std::bind(add, 10, std::placeholders::_1)：将 add 函数和参数 10 以及占位符 std::placeholders::_1 进行绑定，生成一个新的可调用对象 addTen。std::placeholders::_1 表示在后续调用 addTen 时，传入的第一个参数将被用作 add 函数的第二个参数。
• addTen(5)：调用绑定后的函数，将 5 作为 add 函数的第二个参数，第一个参数已经被预先绑定为 10，因此最终调用 add(10, 5)，返回结果 15。

占位符

std::placeholders 命名空间中定义了一系列占位符，如 _1, _2, _3 等，用于表示在后续调用绑定后的可调用对象时，传入的参数将被放置在相应的位置。例如：

#include <iostream>
#include <functional>

int add(int a, int b, int c) {
    return a + b + c;
}

int main() {
    // 使用占位符调整参数顺序
    auto addFunc = std::bind(add, std::placeholders::_2, std::placeholders::_1, 10);

    // 调用绑定后的函数
    int result = addFunc(2, 3);
    std::cout << "Result: " << result << std::endl;

    return 0;
}

在这个例子中，std::bind(add, std::placeholders::_2, std::placeholders::_1, 10) 将 add 函数的第一个参数绑定为后续调用时的第二个参数，第二个参数绑定为后续调用时的第一个参数，第三个参数固定为 10。因此，addFunc(2, 3) 实际上调用的是 add(3, 2, 10)，返回结果 15。

绑定成员函数

std::bind 也可以用于绑定成员函数。在绑定成员函数时，需要提供一个对象指针或引用作为第一个参数，用于指定调用成员函数的对象。

#include <iostream>
#include <functional>

class MyClass
{
public:
    void print(int value)
    {
        std::cout << "Value: " << value << std::endl;
    }
};

int main() {
    MyClass obj;
    // 引入占位符命名空间
    using namespace std::placeholders;

    // 绑定 MyClass 的 print 成员函数，使用占位符 _1
    auto printFunc = std::bind(&MyClass::print, &obj, _1);

    // 调用绑定的函数并传入参数
    printFunc(42);

    return 0;
}