1.1 可调用对象(Callable Objects)
可调用对象有如下几种:
- 函数指针
- 具有operator()成员函数的类对象(仿函数)
- 可被转换为函数指针的类对象
- 类成员(函数)指针
以上涉及的对象可以像一个函数一样做调用操作,统称为可调用对象。现在,C++11通过提供std::function和std::bind统一了可调用对象的各种操作。
1.2 可调用对象包装器——std::function
C++中的可调用对象虽然具有比较统一操作形式(除了类成员指针之外,都是后面加括号进行调用),但定义方法五花八门。为了统一泛化函数对象,函数指针,引用函数,成员函数的指针的各种操作,让我们可以按更统一的方式写出更加泛化的代码,C++11推出了std::function。
std::function是可调用对象的包装器。它是一个类模板,可以容纳除了类成员(函数)指针之外的所有可调用对象。通过指定它的模板参数,它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它们。
#include <iostream> #include <functional> using namespace std; void func(void){ cout << __FUNCTION__ <<endl; } class Foo { public: static int foo_func(int a){ cout << __FUNCTION__ << "(" << a << ") ->: "; return a; } }; class Bar { public: int operator()(int a){ cout << __FUNCTION__ << "(" << a << ") ->: "; return a; } }; int main(){ //綁定一個普通函數 std::function<void(void)> fry = func; fry(); //綁定一個類的靜態成員函數 std::function<int(int)> fr2 = Foo::foo_func; cout << fr2(123) << endl; //綁定一個仿函數 Bar bar; fr2 = bar; cout << fr2(123) <<endl; return 0; }
root@ubuntu:~/c++# g++ -std=c++11 func1.cpp -o func root@ubuntu:~/c++# ./func func foo_func(123) ->: 123 operator()(123) ->: 123 root@ubuntu:~/c++#
std::function的使用方法:我们给std::function填入合适的函数签名(即一个函数类型,只需要包括返回值和参数表)之后,它就变成了一个可以容纳所有这一类调用方式的“函数包装器”。
#include <iostream> #include <functional> using namespace std; class A { public: A(const std::function<void()>& f) :callback_(f){} void notify(void){ callback_(); } private: std::function<void()> callback_; }; class Foo { public: void operator()(void){ cout <<"in " << __FUNCTION__<< endl; } }; int main(){ Foo foo; A aa(foo); aa.notify(); return 0; }
"func2.cpp" 32L, 452C written root@ubuntu:~/c++# g++ -std=c++11 func2.cpp -o func root@ubuntu:~/c++# ./func in operator()
C++11 std::function 是一种通用、多态的函数封装,它的实例可以对任何可以调用的目标实体进行存储、复制和调用操作,它也是对 C++中现有的可调用实体的一种类型安全的包裹(相对来说,函数指针的调用不是类型安全的),换句话说,就是函数的容器。当我们有了函数的容器之后便能够更加方便的将函数、函数指针作为对象进行处理。例如:
lambda函数
std::bind绑定器
std::bind用来将可调用对象与其参数一起进行绑定。绑定后的结果可以使用std::function进行保存,并延迟调用到任何我们需要的时候。通俗来讲,它主要有两大作用:
1).将可调用对象与其参数一起绑定成一个仿函数。
2).将多元(参数个数为n,n>1)可调用对象转成一元或者(n-1)元可调用对象,即只绑定部分参数。
function模板类和bind模板函数,都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。
1).std::function可以绑定到全局函数/类静态成员函数(类静态成员函数与全局函数没有区别)。
2).绑定到类的非静态成员函数,则需要使用std::bind。
#include <iostream> #include <functional> using namespace std; void call_when_even(int x, const std::function<void(int)>& f){ if(!(x & 1)){ f(x); } } void output(int x){ cout << x << " "; } void output_add_2(int x){ cout << x +2 << " "; } int main(){ { auto fr = std::bind(output, std::placeholders::_1); for(int i=0;i<10;i++){ call_when_even(i, fr); } cout << endl; } { auto fr = std::bind(output_add_2, std::placeholders::_1); for(int i=0;i<10;i++){ call_when_even(i, fr); } cout << endl; } return 0; }
root@ubuntu:~/c++# ./bind 0 2 4 6 8 2 4 6 8 10 root@ubuntu:~/c++#
"std::placeholders::_1"是一个占位符对象,用于表示当函数output(output_add_2)通过函数fr进行调用时,函数fr的第一个参数在函数output(output_add_2)的参数列表中的位置。
#include <iostream> #include <functional> using namespace std; class A { public: int i_=0; void output(int x, int y){ cout << x << " " << y <<endl; } }; int main(){ A a; std::function<void(int, int)> fr = std::bind(&A::output, &a, std::placeholders::_1,std::placeholders::_2); fr(1,2); std::function<int&(void)> fr_i = std::bind(&A::i_, &a); fr_i() = 123; cout << a.i_ << endl; return 0; }
root@ubuntu:~/c++# g++ -std=c++11 bind.cpp -o bind root@ubuntu:~/c++# ./bind 1 2 123
#include <iostream> #include <functional> #include <functional> #include <string> #include <iostream> void goodbye(const std::string& s) { std::cout << "Goodbye " << s << ' '; } class Object { public: void hello(const std::string& s) { std::cout << "Hello " << s << ' '; } }; int main(int argc, char* argv[]) { typedef std::function<void(const std::string&)> ExampleFunction; Object instance; std::string str("World"); ExampleFunction f = std::bind(&Object::hello, &instance, std::placeholders::_1); // equivalent to instance.hello(str) f(str); f = std::bind(&goodbye, std::placeholders::_1); // equivalent to goodbye(str) f(str); return 0; }
root@ubuntu:~/c++# ./bind
Hello World
Goodbye World
root@ubuntu:~/c++#