C++11中的std::function和std::bind

一、可调用对象

可调用对象有以下几种定义：

是一个函数指针。
是一个具有operator()（运算符重载）成员函数的类对象
可被转换成函数指针的类对象
一个类成员函数指针

??C++中可调用对象虽然都有一个比较统一的操作形式，但是定义方法五花八门，这样就导致使用统一的方式保存可调用对象或者传递可调用对象时，会十分繁琐。C++11中提供了std::function和std::bind统一了可调用对象的各种操作。

不同的类型可能具有相同的调用形式，如：

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

// lambda表达式
auto mod = [](int a, int b){ return a % b;}

// 函数对象类
struct divide{
    int operator()(int denominator, int divisor){
        return denominator/divisor;
    }
};

上述三种可调用对象虽然类型不同，但是共享用一种调用形式：

int(int,int)

std::function就可以将上述类型保存起来，如下：

std::function<int(int ,int)>  a = add; 
std::function<int(int ,int)>  b = mod ; 
std::function<int(int ,int)>  c = divide();

二、std::function

std::function是一个可调用对象包装器，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。它可以用统一的方式处理函数、函数对象、函数指针，并允许保存和延迟它们的执行。
定义格式：std::function<函数类型>
std::function可以取代函数指针的作用，因为它可以延迟函数的执行，特别适合作为回调函数使用。它比普通函数更加的灵活和便利。

三、std::bind

??可将std::bind函数看作一个通用的函数适配器，它接受一个可调用对象，生成一个新的可调用对象来“适应”原对象的参数列表。

??std::bind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保存。

std::bind主要有以下两个作用：

将可调用对象和其参数绑定成一个仿函数；
只绑定部分参数，减少可调用对象传入的参数。

std::bind绑定普通函数

double my_divide(double x, double y) { return x / y; }

void func1(int b, char a, long c, int d)
{
	cout << b << " " << a << " " << c << " " << d << "\n";
}

int main()
{
	auto fn_half = std::bind(my_divide, std::placeholders::_1, 2);
	cout << fn_half(10) << "\n"; //输出结果: 5
	std::function<void(int, long)> func = std::bind(func1, std::placeholders::_1, 'c', std::placeholders::_2, 111);//输出结果：10 c 20 111
	func(10, 20);
	return 0;	
}

bind的第一个参数是函数名,普通函数做实参时，会隐式转换成函数指针。因此std::bind(my_divide,std::placeholders::_1,2)等价于std::bind(&my_divide,std::placeholders::_1,2)。
std::placeholders::_1表示占位符，即对my_divide的第一个形参进行占位，将my_divide函数适配成一个形参的函数。

std::bind绑定一个成员函数

struct Foo
{
	void PrintSum(int n1, int n2)
	{
		cout << n1 / n2 << "\n";
	}
	int data = 10;
};


int main()
{
    Foo foo;
	auto f = std::bind(&Foo::PrintSum, &foo, 95, std::placeholders::_1);//PrintSum的第二个参数占位
	f(5); //输出结果：19
    return 0;
}

bind绑定类成员函数时，第一个参数表示对象的成员函数的指针，第二个参数表示对象的地址。
第一个参数必须显式的指定&Foo::PrintSum，因为编译器不会将对象的成员函数隐式转换成函数指针，所以必须在Foo::PrintSum前添加&。
使用对象成员函数的指针时，必须要知道指针属于哪个对象，因此第二个参数为对象的地址&foo。

std::bind绑定一个引用参数

??默认情况下，bind的那些不是占位符的参数被拷贝到bind返回的可调用对象中。但是，与lambda类似，有时对有些绑定的参数希望以引用的方式传递，或是要绑定参数的类型无法拷贝。如果需要bind使用引用的方式赋值，则需要配合std::ref。

void print(int &a, int &b)
{
	
	a++;
	b++;
	cout << "函数调用：a=" << a << ",b =" << b << "\n";
}

int main()
{
    int a = 1;
	int b = 2;
	print(a, b);
	auto func2 = std::bind(print, a, std::ref(b));

	cout << "调用前：a = " << a << ",b =" << b << "\n";
	func2();
	cout << "调用后：a = " << a << ",b =" << b << "\n";
	return 0;
}