c++ 11 bind function

2015-02-09 17:17 youxin 阅读(1526) 评论(0) 编辑收藏举报

Year 2011陈良乔C++11 FAQ

std::function 和 std::bind

标准库函数bind()和function()定义于头文件中（该头文件还包括许多其他函数对象），用于处理函数及函数参数。bind()接受一个函数（或者函数对象，或者任何你可以通过”(…)”符号调用的事物），生成一个其有某一个或多个函数参数被“绑定”或重新组织的函数对象。（译注：顾名思义，bind()函数的意义就像它的函数名一样，是用来绑定函数调用的某些参数的。）例如：

        int f(int, char, double);
        // 绑定f()函数调用的第二个和第三个参数，
        // 返回一个新的函数对象为ff，它只带有一个int类型的参数
        auto ff = bind(f, _1, ‘c’, 1.2);
        int x = ff(7);                //  f(7, ‘c’, 1.2);

参数的绑定通常称为”Currying”（译注：Currying—“烹制咖喱烧菜”，此处意指对函数或函数对象进行加工修饰操作）, “_1″是一个占位符对象，用于表示当函数f通过函数ff进行调用时，函数ff的第一个参数在函数f的参数列表中的位置。第一个参数称为”_1″, 第二个参数为”_2″，依此类推。例如：

        int f(int, char, double);
        auto frev = bind(f, _3, _2, _1);        // 翻转参数顺序
        int x = frev(1.2, ‘c’, 7);            // f(7, ‘c’, 1.2);

此处，auto关键字节约了我们去推断bind返回的结果类型的工作。

我们无法使用bind()绑定一个重载函数的参数，我们必须显式地指出需要绑定的重载函数的版本：

        int g(int);
        double g(double);

        auto g1 = bind(g, _1);    // 错误：调用哪一个g() ?
        // 正确，但是相当丑陋
        auto g2 = bind( (double(*)(double))g, _1);

bind()有两种版本：一个如上所述，另一个则是“历史遗留”的版本：你可以显式地描述返回类型。例如：

        auto f2 = bind<int> (f, 7, ‘c’, _1);      // 显式返回类型
        int x = f2(1.2);                    // f(7, ‘c’, 1.2);

第二种形式的存在是必要的，并且因为第一个版本（(?) “and for a user simplest “，此处请参考原文)）无法在C++98中实现。所以第二个版本已经被广泛使用。

function是一个拥有任何可以以”(…)”符号进行调用的值的类型。特别地，bind的返回结果可以赋值给function类型。function十分易于使用。（译注：更直观地，可以把function看成是一种表示函数的数据类型，就像函数对象一样。只不过普通的数据类型表示的是数据，function表示的是函数这个抽象概念。）例如：

        // 构造一个函数对象，
        // 它能表示的是一个返回值为float，
        // 两个参数为int，int的函数
        function<float (int x, int y)> f;   

        // 构造一个可以使用"()"进行调用的函数对象类型
        struct int_div {
                float operator() (int x, int y) const
                     { return ((float)x)/y; };
        };

        f = int_div();                    // 赋值
        cout<< f(5,3) <<endl;  // 通过函数对象进行调用
        std::accumulate(b, e, 1, f);        // 完美传递

成员函数可被看做是带有额外参数的自由函数：

        struct X {
                int foo(int);
        };

        // 所谓的额外参数，
        // 就是成员函数默认的第一个参数，
        // 也就是指向调用成员函数的对象的this指针
        function<int (X*, int)> f;
        f = &X::foo;            // 指向成员函数

        X x;
        int v = f(&x, 5);  // 在对象x上用参数5调用X::foo()
        function<int (int)> ff = std::bind(f, &x, _1);    // f的第一个参数是&x
        v = ff(5);                // 调用x.foo(5)

function对于回调函数、将操作作为参数传递等十分有用。它可以看做是C++98标准库中函数对象mem_fun_t, pointer_to_unary_function等的替代品。同样的，bind()也可以被看做是bind1st()和bind2nd()的替代品，当然比他们更强大更灵活。

参考：

Standard: 20.7.12 Function template bind, 20.7.16.2 Class template function
Herb Sutter:Generalized Function Pointers
.
August 2003.
Douglas Gregor:
Boost.Function
.
Boost::bind

（翻译：dabaitu）

boost::function<void()> f1;//无参数，无返回值

头文件：boost/function.hpp

#include<iostream>
#include<boost/function.hpp>
#include<boost/bind.hpp>
#include<string>
using namespace std;

class Foo
{
public:
    void methodA() { cout<<"methodA"<<endl;}
    void methodInt(int a){ cout<<"methodInt:"<<a<<endl;}
    void methodString(const string& str){ cout<<"methodStirng:"<<str<<endl;}
};
class Bar
{
public:
    void methodB(){  cout<<"methodB"<<endl;}
};

int main()
{
    boost::function<void()> f1;
    Foo foo;
    f1=boost::bind(&Foo::methodA,&foo);
    f1();//foo.methodA();
    
    Bar bar;
    f1=boost::bind(&Bar::methodB,&bar);
    f1();
    
    f1=boost::bind(&Foo::methodInt,&foo,42);
    f1();//foo.methodInt(42);
    
    boost::function<void(int)> f2;
    f2=boost::bind(&Foo::methodInt,&foo,_1);
    f2(53);
    
    
}

c++中取成员函数的地址，比如:

cout<<&Foo::methodA<<endl;
cout<<&Foo::methodInt<<endl;
cout<<&Foo::methodString<<endl;

上面都输出1.

用一个实际代码来说明。

class A
{
public:
    staticvoid staticmember(){cout<<"static"<<endl;}   //static member
    void nonstatic(){cout<<"nonstatic"<<endl;}          //nonstatic member
    virtualvoid virtualmember(){cout<<"virtual"<<endl;};//virtual member
};
int main()
{
    A a;
    //static成员函数,取得的是该函数在内存中的实际地址，而且因为static成员是全局的，所以不能用A::限定符
    void(*ptrstatic)()=&A::staticmember;      
    //nonstatic成员函数 取得的是该函数在内存中的实际地址    
    void(A::*ptrnonstatic)()=&A::nonstatic;
    //虚函数取得的是虚函数表中的偏移值，这样可以保证能过指针调用时同样的多态效果
    void(A::*ptrvirtual)()=&A::virtualmember;
    //函数指针的使用方式
    ptrstatic();
    (a.*ptrnonstatic)();
    (a.*ptrvirtual)();
}
 

可以参考《C++ Primer（3rd）》第532页13.6指向类成员的指针一节~

1.一个指向外部函数的指针声明为：

void(*pf)(char*,constchar*);
void strcpy(char* dest,constchar* source);
pf=strcpy;
 

2.一个指向类A成员函数的指针声明为：

void(A::*pmf)(char*,constchar*);
 

声明的解释是：pmf是一个指向A成员函数的指针，返回无类型值，函数带有二个参数，参数的类型分别是char * 和 const char *。除了在星号前增加A:: ，与声明外部函数指针的方法一样。

3.给成员指针赋值的方法是将函数名通过指针符号&赋予指针名。
如下所示：

class A
{
　　public:
　　　void strcpy(char*,constchar*);
　　　void strcat(char*,constchar*);
};
pmf =&A::strcpy;

之前的：

typedef void (Foo::* FuncA)(int);

int main()
{
FuncA p1=&Foo::methodInt;
Foo obj;
(obj.*p1)(5);

C++指向类成员函数的指针详细解析

首先函数指针是指向一组同类型的函数的指针；而类成员函数我们也可以相似的认为，它是指向同类中同一组类型的成员函数的指针，当然这里的成员函数更准确的讲应该是指非静态的成员函数。前者是直接指向函数地址的，而后者我们从字面上也可以知道它肯定是跟类和对象有着关系的。

函数指针实例：

typedef int (*p)(int,int);//定义一个接受两个int型且返回int型变量的函数指针类型
int func(int x,int y)
{
 printf("func:x=%d,y=%d/n",x,y);
 return (x<y?x:y);
}
int main()
{
 p fun=func;//定义函数指针并给它赋上一个函数指针
 cout<<"min:"<<(*fun)(4,5)<<endl;//为什么*fun需要用()扩起来呢?因为*的运算符优先级比()低,如果不用()就成了*(fun())
 return 0;
}
   而“指向类成员函数的指针”却多了一个类的区别：
class A
{
public:
 int func(int x,int y)
 {
  printf("A::func:x=%d,y=%d/n",x,y);
  return (x<y?x:y);
 }
};
typedef int (A::*p)(int,int);//指针名前一定要加上所属类型类名 A::的限定
int main()
{
 p fun=&A::func;
 A a;                  //因为成员函数地址的解引用必须要附驻与某个对象的地址，所以我们必须创建某个对象。
 cout<<"min:"<<(a.*fun)(4,5)<<endl;
 return 0;
}

嘿嘿。。只是用起来 .* 感觉怪怪滴。

接下来我们可以再扩展一下下：

#include <tchar.h>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace std;
class A
{
public:
 int func1(int x,int y)
 {
  printf("A::func:x=%d,y=%d/n",x,y);
  return (x<y?x:y);
 }
 virtual int func2(int x,int y)
 {
  printf("A::func:x=%d,y=%d/n",x,y);
  return (x>y?x:y);
 }
};
class B:public A
{
public:
 virtual int func2(int x,int y)
 {
  printf("B::func:x=%d,y=%d/n",x,y);
  return (x+y);
 }
};
typedef int (A::*p)(int,int);//指针名前一定要加上所属类型类名 A::的限定
typedef int (B::*p0)(int,int);
int main()
{
 A a;                   //因为成员函数地址的解引用必须要附驻与某个对象的地址，所以我们必须创建某个对象。

 p fun=&A::func1;
 cout<<(a.*fun)(4,5)<<endl;
 cout<<(b.*fun)(4,5)<<endl<<endl;
 fun=&A::func2;
 cout<<(a.*fun)(4,5)<<endl;//请注意这里调用的是虚函数，嘿嘿 还真神奇 类成员函数指针也支持多态。
 cout<<(b.*fun)(4,5)<<endl<<endl;
 //fun=&B::func2;         //这样式错误滴，因为不存在派生类的"指向类成员函数的指针"到基类的"指向类成员函数的指针"的隐式转换
 fun=(int (A::*)(int,int))&B::func2;//应该进行强制转换 
 cout<<(a.*fun)(4,5)<<endl; 
 cout<<(b.*fun)(4,5)<<endl<<endl;

 p0 fun0=&B::func2;
 cout<<(a.*fun)(4,5)<<endl;
 cout<<(b.*fun)(4,5)<<endl<<endl;

 fun0=&A::func2;           //正确，因为这里进行了隐式转换
 cout<<(a.*fun)(4,5)<<endl;
 cout<<(b.*fun)(4,5)<<endl<<endl;
 //从上面我们不难发现 指向类成员函数的指针基类和派生类的关系和指向类对象的指针基类和派生类的关系完全相反，
 //基类成员函数的布局被认为是派生类成员函数布局的一个子集
 return 0;
}

接下是有关模板类的类成员函数指针的使用
实例如下：

#include <tchar.h>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace std;
class A
{
public:
 int func(int x,int y)
 {
  printf("A::func : x=%d,y=%d/n",x,y);
  return (x<y?x:y);
 }
};
class B
{
public:
 int func(int x,int y)
 {
  printf("B::func : x=%d,y=%d/n",x,y);
  return (x>y?x:y);
 }
};
template<class T>
class C
{
public:
 T c;
 void Print()
 {
  int (T::*p)(int,int)=&T::func;
  (c.*p)(4,5);
 }
};
int main()
{
 C<A> ca;
 C<B> cb;
 ca.Print();
 cb.Print();
 return 0;
}

从上面可以很清晰地看到。。其实它和普通的模板没有什么区别。。只不过将限定名称该为参数名酒OK啦。。。

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