使用C++11 std::bind和std::function实现回调机制

本文介绍了一种在C++中实现不同类型的回调函数的方法,包括成员函数、静态成员函数、全局函数、Lambda表达式和仿函数,并展示了如何使用std::bind进行绑定。

#include <functional>
#include <iostream>


#define MY_CALLBACK_0(__selector__,__target__, ) std::bind(&__selector__,__target__, ##__VA_ARGS__)
#define MY_CALLBACK_1(__selector__,__target__, ) std::bind(&__selector__,__target__, std::placeholders::_1, ##__VA_ARGS__)
#define MY_CALLBACK_2(__selector__,__target__, ) std::bind(&__selector__,__target__, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2, ##__VA_ARGS__)
#define MY_CALLBACK_3(__selector__,__target__, ) std::bind(&__selector__,__target__, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2, std::placeholders::_3, ##__VA_ARGS__)


typedef std::function<void()> CALLBACK_FUNC;

class Sender
{
public:
    Sender() { callback = nullptr; }
    virtual ~Sender() {}

public:
    void emit()
    {
        std::cout << "I am A,I send a message." << std::endl;
        if (callback) callback();
    }

    void setTarget(CALLBACK_FUNC target)
    {
        callback = target;
    }

public:
    CALLBACK_FUNC callback;
};

struct foo
{
    void doSomething_MemberFunction() const
    {
        std::cout << "I am member function,I got a message!" << std::endl;
    }

    static void doSomething_StaticMemberFunction(int i)
    {
        std::cout << "I am static member function,I got a message! i=" << i << std::endl;
    }
};

void doSomething_GlobalFunction()
{
    std::cout << "I am global function,I got a message!" << std::endl;
}

class Functor
{
public:
    void operator()()
    {
        std::cout << "I am a functor!" << std::endl;
    }
};

void testBindFunction()
{
    Sender sender;
    foo f;

    // 成员函数
    sender.setTarget(std::bind(&foo::doSomething_MemberFunction, &f));
    //sender.setTarget(MY_CALLBACK_0(foo::doSomething_MemberFunction, &f));
    sender.emit();

    // 全局函数
    sender.setTarget(doSomething_GlobalFunction);
    sender.emit();

    // 静态成员函数
    sender.setTarget(std::bind(foo::doSomething_StaticMemberFunction, 666));
    sender.emit();

    // Lambda表达式
    auto lambda = []() { std::cout << "I am Lambda!" << std::endl; };
    sender.setTarget(lambda);
    sender.emit();

    // 仿函数
    sender.setTarget(Functor());
    sender.emit();
}
<think>好的,我现在需要帮助用户了解如何在C++使用std::functionstd::bind实现类之间的回调函数。首先,我得回顾一下这两个工具的基本概念用法。 用户提到了引用中的内容,特别是关于将类A的成员函数注册为类B的回调。我需要确保回答结构清晰,分步骤说明,并且提供示例代码。同时,要符合用户的要求,比如使用正确的中文,处理LaTeX格式,生成相关问题等。 首先,std::function是一个通用的函数包装器,可以存储、复制调用任何可调用对象,比如函数、lambda表达式、绑定表达式或其他函数对象。而std::bind则用来绑定参数,生成一个新的可调用对象。这对于将成员函数绑定到特定实例非常有用,因为成员函数需要隐含的this指针。 接下来,我需要考虑如何将这两个工具结合起来,实现类间的回调。例如,类B可能需要调用类A的某个成员函数作为回调。这时候,用std::bind来绑定类A的实例成员函数,生成一个可调用对象,再通过std::function来保存这个对象,供类B调用。 我需要确保示例代码正确,比如类A有一个成员函数,类B有一个注册回调的方法,接受std::function类型的参数。然后,在main函数中创建两个类的实例,并将A的成员函数绑定后注册到B中。当触发B中的事件时,回调函数应该被正确调用。 同时,要注意一些常见问题,比如生命周期管理,避免悬空指针。如果类A的实例在回调被调用前被销毁,会导致未定义行为。因此,可能需要使用智能指针来管理实例的生命周期,比如shared_ptr。这可以作为注意事项或最佳实践的一部分提到。 另外,用户可能对std::functionstd::bind的底层机制感兴趣,比如它们是如何实现的,但根据用户的问题,重点可能在于应用而非原理。不过简要提及它们的优缺点适用场景会更好。 还需要生成相关问题,比如性能影响、多参数处理、与函数指针的比较、线程安全等。这些问题可以帮助用户更深入地理解相关主题。 现在,我需要组织这些内容,确保步骤清晰,代码示例正确,注意事项全面。同时,检查LaTeX格式是否正确,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,但根据用户的问题,可能数学公式较少,但如果有的话需要正确应用。 最后,确保回答符合用户的所有要求,包括引用标识的正确添加,以及相关问题的生成。引用来自用户提供的参考内容,但需要确认是否正确关联。例如,引用[^1][^2]应指向用户提供的两个引用链接,虽然在回答中可能不需要具体链接,但需要标注。</think>以下是如何在C++使用$ \text{std::function} $$ \text{std::bind} $实现类间回调的分步说明与示例代码: --- ### 一、核心机制 1. **$ \text{std::function} $**:类型擦除的通用函数包装器,可存储任何可调用对象(函数指针、lambda、成员函数等) $$ \text{std::function<返回类型(参数列表)>} $$ 2. **$ \text{std::bind} $**:绑定参数生成新可调用对象,支持占位符$ \_1,\_2,... $表示未绑定的参数[^2] --- ### 二、实现类间回调的步骤 #### 类定义 ```cpp #include <functional> #include <iostream> // 被回调方(提供功能的类) class Receiver { public: void OnEvent(int value) { std::cout << "Receiver处理事件,value=" << value << "\n"; } }; // 调用方(触发回调的类) class Caller { public: void SetCallback(const std::function<void(int)>& cb) { m_callback = cb; } void TriggerEvent() { if(m_callback) m_callback(42); // 触发事件 } private: std::function<void(int)> m_callback; }; ``` #### 注册与调用 ```cpp int main() { Receiver receiver; Caller caller; // 绑定成员函数:需绑定对象指针成员函数地址 caller.SetCallback( std::bind(&Receiver::OnEvent, &receiver, std::placeholders::_1) ); caller.TriggerEvent(); // 输出:Receiver处理事件,value=42 return 0; } ``` --- ### 三、关键注意事项 1. **对象生命周期管理** - 确保被绑定的对象(如`receiver`)在回调发生时仍然有效 - 推荐使用$ \text{std::shared\_ptr} $管理对象生命周期: ```cpp auto receiver = std::make_shared<Receiver>(); std::bind(&Receiver::OnEvent, receiver, _1) ``` 2. **参数传递方式** - 按值绑定:使用$ \text{std::bind(..., arg) } $直接复制参数 - 按引用绑定:使用$ \text{std::ref(arg)} $或指针 3. **性能优化** - 避免高频触发场景下频繁构造$ \text{std::function} $对象 - 优先使用lambda表达式(编译器更易优化): ```cpp caller.SetCallback([&receiver](int v){ receiver.OnEvent(v); }); ``` --- ### 四、扩展应用场景 1. **跨线程回调**:结合$ \text{std::mutex} $保证线程安全 2. **多参数回调**:通过占位符扩展参数列表 ```cpp std::bind(&Class::Method, obj, _1, _2, fixed_arg) ``` 3. **组合回调链**:多个$ \text{std::function} $串联执行 ---
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