转载原文：《C++11 中的std::function和std::bind》 作者：georgeguo
1.可调用对象
可调用对象有一下几种定义：
- 是一个函数指针；
- 是一个具有operator()成员函数的类的对象；
- 可被转换成函数指针的类对象；
- 一个类成员函数指针；
C++中可调用对象的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，但是共享了一种调用形式：
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();
2. 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。它比普通函数指针更加的灵活和便利。
3. 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。
3.1 std::bind绑定普通函数
double my_divide (double x, double y) {return x/y;}
auto fn_half = std::bind (my_divide,_1,2);
std::cout << fn_half(10) << '\n'; // 5
- 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,_1,2)等价于std::bind (&my_divide,_1,2)；
- _1表示占位符，位于<functional>中，std::placeholders::_1；
3.2 std::bind绑定一个成员函数
struct Foo {
void print_sum(int n1, int n2)
{
std::cout << n1+n2 << '\n';
}
int data = 10;
};
int main()
{
Foo foo;
auto f = std::bind(&Foo::print_sum, &foo, 95, std::placeholders::_1);
f(5); // 100
}
- 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。
- 必须显示的指定&Foo::print_sum，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::print_sum前添加&；
- 使用对象成员函数的指针时，必须要知道该指针属于哪个对象，因此第二个参数为对象的地址 &foo；
3.3 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。
#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <sstream>
using namespace std::placeholders;
using namespace std;
ostream & print(ostream &os, const string& s, char c)
{
os << s << c;
return os;
}
int main()
{
vector<string> words{"helo", "world", "this", "is", "C++11"};
ostringstream os;
char c = ' ';
for_each(words.begin(), words.end(),
[&os, c](const string & s){os << s << c;} );
cout << os.str() << endl;
ostringstream os1;
// ostream不能拷贝，若希望传递给bind一个对象，
// 而不拷贝它，就必须使用标准库提供的ref函数
for_each(words.begin(), words.end(),
bind(print, ref(os1), _1, c));
cout << os1.str() << endl;
}
4. 指向成员函数的指针
通过下面的例子，熟悉一下指向成员函数的指针的定义方法。
#include <iostream>
struct Foo {
int value;
void f() { std::cout << "f(" << this->value << ")\n"; }
void g() { std::cout << "g(" << this->value << ")\n"; }
};
void apply(Foo* foo1, Foo* foo2, void (Foo::*fun)()) {
(foo1->*fun)(); // call fun on the object foo1
(foo2->*fun)(); // call fun on the object foo2
}
int main() {
Foo foo1{1};
Foo foo2{2};
apply(&foo1, &foo2, &Foo::f);
apply(&foo1, &foo2, &Foo::g);
}
- 成员函数指针的定义：void (Foo::*fun)()，调用是传递的实参: &Foo::f；
- fun为类成员函数指针，所以调用是要通过解引用的方式获取成员函数*fun,即
(foo1->*fun)();