C++11 std::function和std::bind绑定器

前言

C++11增加了std::function和std::bind，使得使用标准库函数时变得方便，而且还能方便地实现延迟求值。C++中，存在“可调用对象”这么一个概念。准确来说，可调用对象有如下的定义：

（1）是一个函数指针

（2）是一个具有operator()成员函数的类对象（仿函数）

（3）是一个可被转换为函数指针的类对象

（4）是一个类成员（函数）指针

1. std::function

std::function是可调用对象的包装器。它是一个类模板，可以容乃除了类成员（函数）指针之外的所有可调用对象。通过制定它的模板参数，他可以用统一的方式处理函数、函数对象、函数指针，并允许保存和延迟执行他们。

1.1 std::function的基本用法

#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <iostream>#include <string>#include <functional>   //std::functionusing std::cout;using std::endl;void func(int a, int b)     //普通函数{    cout << __FUNCTION__ << "(" << (a+b) << ")" << endl;}class A{public:    static int class_func(int x)  //静态成员函数    {        cout << __FUNCTION__ << "(" << x << ")" << endl;        return x;    }};class B{public:    int operator()(int x)   //仿函数    {        cout << __FUNCTION__ << "(" << x << ")" << endl;        return x;    }};int main(){    //普通函数    std::function<void(int, int)> func1 = func;    func1(1000, 24);    //类的静态成员函数    std::function<int(int)> func2 = A::class_func;    cout << func2(2048) << endl;    //仿函数    B m_b;    std::function<int(int)> func3 = m_b;    cout << func3(4096) << endl;    return 0;}

当给定std::function填入合适的函数名之后，它就变成了可以容乃所有这一类调用方式的“函数包装器”。

1.2 std::function作为回调函数

#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <iostream>#include <string>#include <functional>   //std::functionusing std::cout;using std::endl;class A{public:    A(const std::function<int(int)>& func):f_callback(func)    {}private:    std::function<int(int)> f_callback;public:    void notify(int num)  //静态成员函数    {        cout << __FUNCTION__ << "(" << f_callback(num) << ")" << endl;    }};class B{public:    int operator()(int x)   //仿函数    {        cout << __FUNCTION__ << "(" << x*2 << ")" << endl;        return x;    }};int main(){    //仿函数    B m_b;    A m_a(m_b);    m_a.notify(1024);    return 0;}

在上面的例子中std::function可以取代函数指针的作用。因为它可以保存函数延迟执行，所以比较适合作为回调函数，也可以把它看做类似于C#中特殊的托管。

1.3 std::function作为函数参数

#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <iostream>#include <string>#include <functional>   //std::functionusing std::cout;using std::endl;void func(int a, int b)     //普通函数{    cout << __FUNCTION__ << "(" << (a+b) << ")" << endl;}void call_func(int x, int y, std::function<void(int, int)>& f){    f(x, y);}int main(){    std::function<void(int, int)> func1 = func;    call_func(1024, 96, func1);    return 0;}

2. std::bind绑定器

std::bind用来将可调用对象与其参数进行绑定。绑定之后的结果可以使用std::function进行保存，并延迟调用到任何需要的时候。一般来讲，它主要有两大作用：

（1）将可调用对象与其参数一起绑定成为一个仿函数

（2）将多元可调用对象转换成为1元或是（n-1）元调用对象，既只是绑定部分参数

2.1 std::bind基本用法

#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <iostream>#include <string>#include <functional>   //std::functionusing std::cout;using std::endl;void func(int a, int b)     //普通函数{    cout << __FUNCTION__ << "(" << (a+b) << ")" << endl;}void call_func(int x, int y, const std::function<void(int, int)>& f){    f(x, y);}int main(){    auto func2 = std::bind(func, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);    call_func(1024, 96, func2);    return 0;}

实际上std::bind的返回类型是一个stl内部定义的仿函数类型，在这里就只需要知道它是一个仿函数，可以赋值给一个std::function，这里直接用std::function类型来保存std::bind的返回值也是可以的。

其中std::placeholders::_1是一个占位符，代表这个文职将在函数调用时，被传入的第一个参数代替。