C++11 function、bind、可变参数模板

C++11 function、bind、可变参数模板,第1张

在设计回调函数的时候,无可避免地会接触到可回调对象。在C++11中,提供了std::function和 std::bind两个方法来对可回调对象进行统一和封装。 C++语言中有几种可调用对象:函数、函数指针、lambda表达式、bind创建的对象以及重载了函数调用 运算符的类。 和其他对象一样,可调用对象也有类型。例如,每个lambda有它自己唯一的(未命名)类类型;函数及函数指针的类型则由其返回值类型和实参类型决定。

function的用法 1. 保存普通函数
//保存普通函数
void func1(int a)
{
cout << a << endl;
}
//1. 保存普通函数
std::function func;
func = func1;
func(2); //2
2. 保存lambda表达式
std::function func_1 = [](){cout << "hello world" << endl;};
func_1(); //hello world
3. 保存成员函数
//保存成员函数
class A{
public:
A(string name) : name_(name){}
void func3(int i) const {cout < func3_ = &A::func3;
A a("darren");
func3_(a, 1);
#include 
#include  // 添加头文件 functional
using namespace std;
// function 类似c的函数指针
//保存普通函数
void func1(int a)
{
    cout << a << endl;
}
//保存成员函数
class A {
public:
    A(string name) : name_(name) {}
    void func3(int i) const { cout << name_ << ", " << i << endl; }
    // void func3(string str) const {cout < func1_;
    func1_ = func1;
    func1_(2);   //2
    cout << "\n\nmain2 -----------------" << endl;
    //2. 保存lambda表达式
    std::function func2_ = []() {cout << "hello lambda" << endl; };
    func2_();  //hello world
    cout << "\n\nmain3 -----------------" << endl;
    //3 保存成员函数
    std::function func3_ = &A::func3;
    A a("darren");
    func3_(a, 1);
    //4.重载函数
    std::function func4_1 = std::bind((void(A::*)(int, int)) & A::func4, a, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
    func4_1(1, 2);
    auto f_str = std::bind((void(A::*)(string)) & A::func4, a, std::placeholders::_1);
    f_str("darren");
    std::function f_str2 = std::bind((void(A::*)(string)) & A::func4, &a, std::placeholders::_1);
    return 0;
}
bind用法

可将bind函数看作是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。 调用bind的一般形式:auto newCallable = bind(callable, arg_list);

其中,newCallable本身是一个可调用对象,arg_list是一个逗号分隔的参数列表,对应给定的callable的参数。即,当我们调用newCallable时,newCallable会调用callable,并传给它arg_list中的参数。

arg_list中的参数可能包含形如n的名字,其中n是一个整数,这些参数是“占位符”,表示newCallable的参 数,它们占据了传递给newCallable的参数的“位置”。数值n表示生成的可调用对象中参数的位置:1为 newCallable的第一个参数,_2为第二个参数,以此类推。

#include 
#include 
using namespace std;
class A
{
public:
    // 重载fun_3,主要bind的时候需要
//    std::bind((void(A::*)(int, int))&A::fun_3
    void fun_3(int k, int m)
    {
        cout << "fun_3 a = " << a << endl;
        cout << "print: k=" << k << ",m=" << m << endl;
    }
    //    std::bind((void(A::*)(string))&A::fun_3
    void fun_3(string str) {
        cout << "print: str=" << str << endl;
    }
    int a;
};
void fun_1(int x, int y, int z)
{
    cout << "fun_1 print: x=" << x << ",y=" << y << ",z=" << z << endl;
}
void fun_2(int& a, int& b)
{
    a++;
    b++;
    cout << "print: a=" << a << ",b=" << b << endl;
}
void func2_1(int a, int b)
{
    cout << "func2_1 a + b = " << a + b << endl;
}
int func2_1(string a, string b)
{
    cout << "func2_1 a + b = " << a << b << endl;
    return 0;
}
int main()
{
    auto f2_1_1 = std::bind((void(*)(int, int))func2_1, 1, 2); //表示绑定函数 fun 的第一,二,三个参数值为: 1 2 3
    f2_1_1(); //print: x=1,y=2,z=3
#if 1
    //f1的类型为 function
    cout << "\n\nstd::bind(fun_1, 1, 2, 3) -----------------\n";
    auto f1 = std::bind(fun_1, 1, 2, 3); //表示绑定函数 fun 的第一,二,三个参数值为: 1 2 3    运行的时候不需要再传递参数
    f1(); //print: x=1,y=2,z=3
    cout << "\n\nstd::bind(fun_1, 10, 20, 30) -----------------\n";
    auto f11 = std::bind(fun_1, 10, 20, 30); //表示绑定函数 fun 的第一,二,三个参数值为: 1 2 3
    f11();
    cout << "\n\nstd::bind(fun_1, placeholders::_1,placeholders::_2, 3) -----------------\n";
    auto f2 = std::bind(fun_1, placeholders::_1, placeholders::_2, 3);       // 锁定第三个参数  ,   绑定参数是从1开始的,placeholders::_1(占位符),和数组索引有所不同
    //表示绑定函数 fun 的第三个参数为 3,而fun 的第一,二个参数分别由调用 f2 的第一,二个参数指定
    f2(1, 2);//print: x=1,y=2,z=3
    f2(10, 21, 30); // 传入30也没有用
#endif
//    cout << "\n\nstd::bind(fun_1,placeholders::_2,placeholders::_1,3) -----------------\n";
//    auto f3 = std::bind(fun_1,placeholders::_2,placeholders::_1,3);
//    //表示绑定函数 fun 的第三个参数为 3,而fun 的第一,二个参数分别由调用 f3 的第二,一个参数指定
//    //注意: f2  和  f3 的区别。
//    f3(1,2);//print: x=2,y=1,z=3
//    cout << "\n\nstd::bind(fun_2, placeholders::_1, n) -----------------\n";
//    int m = 2;
//    int n = 3;
//    auto f4 = std::bind(fun_2, placeholders::_1, n); //表示绑定fun_2的第一个参数为n, fun_2的第二个参数由调用f4的第一个参数(_1)指定。
//    f4(m); //print: m=3,n=4
//    cout<<"m="<
    auto f5 = std::bind((void(A::*)(int, int)) & A::fun_3, &a, 40, 50); //使用auto关键字
    f5(10, 20);//调用a.fun_3(10,20),print: k=10,m=20
    cout << "\n\nstd::bind(&A::fun_3, &a2,placeholders::_1,placeholders::_2) -----------------\n";
    A a2;
    a2.a = 20;
    //f5的类型为 function
    auto f6 = std::bind((void(A::*)(int, int)) & A::fun_3, &a2, placeholders::_1, placeholders::_2); //使用auto关键字
    f6(10, 20);
//    cout << "\n\nstd::bind(&A::fun_3, a,std::placeholders::_1,std::placeholders::_2) -----------------\n";
//    std::function fc = std::bind((void(A::*)(int, int))&A::fun_3, a,std::placeholders::_1,std::placeholders::_2);
//    fc(10,20);   //调用a.fun_3(10,20) print: k=10,m=20
//    fc = std::bind((void(A::*)(int, int))&A::fun_3, a2,std::placeholders::_1,std::placeholders::_2);
    cout << "\n\nstd::bind(&A::fun_3, a,std::placeholders::_1,std::placeholders::_2) ----\n";
    auto f_str = std::bind((void(A::*)(string)) & A::fun_3, a, std::placeholders::_1);
    f_str("darren");
    //#endif
    return 0;
}
可变模板参数

C++11的新特性--可变模版参数(variadic templates)是C++11新增的最强大的特性之一,它对参数进 行了高度泛化,它能表示0到任意个数、任意类型的参数

可变模版参数的展开

可变参数模板语法

template 

void f(T... args);

上面的可变模版参数的定义当中,省略号的作用有两个:

1. 声明一个参数包T... args,这个参数包中可以包含0到任意个模板参数;

2. 在模板定义的右边,可以将参数包展开成一个一个独立的参数。

上面的参数args前面有省略号,所以它就是一个可变模版参数,我们把带省略号的参数称为“参数包”, 它里面包含了0到N(N>=0)个模版参数。我们无法直接获取参数包args中的每个参数的,只能通过展 开参数包的方式来获取参数包中的每个参数,这是使用可变模版参数的一个主要特点,也是最大的难 点,即如何展开可变模版参数。 可变模版参数和普通的模版参数语义是一致的,所以可以应用于函数和类,即可变模版参数函数和可变 模版参数类,然而,模版函数不支持偏特化,所以可变模版参数函数和可变模版参数类展开可变模版参 数的方法还不尽相同,下面我们来分别看看他们展开可变模版参数的方法。

可变模版参数函数
#include 
using namespace std;
template 
void f(T... args)
{
cout << sizeof...(args) << endl; //打印变参的个数
}
int main()
{
f(); //0
f(1, 2); //2
f(1, 2.5, ""); //3
return 0;
}

上面的例子中,f()没有传入参数,所以参数包为空,输出的size为0,后面两次调用分别传入两个和三个 参数,故输出的size分别为2和3。由于可变模版参数的类型和个数是不固定的,所以我们可以传任意类 型和个数的参数给函数f。这个例子只是简单的将可变模版参数的个数打印出来,如果我们需要将参数包 中的每个参数打印出来的话就需要通过一些方法了。 展开可变模版参数函数的方法一般有两种:

1. 通过递归函数来展开参数包

2. 是通过逗号表达式来展开参数包。

下面来看看如何用这两种方法来展开参数包。

递归函数方式展开参数包

通过递归函数展开参数包,需要提供一个参数包展开的函数和一个递归终止函数,递归终止函数正是用来终止递归的

#include 
using namespace std;
//递归终止函数
void print()
{
    cout << "empty" << endl;
}
//展开函数
template 
void print(T head, Args... rest)
{
    cout << "parameter " << head << endl;
    print(rest...);
}
int main(void)
{
    print(1,2,3,4);
    return 0;
}

上例会输出每一个参数,直到为空时输出empty。展开参数包的函数有两个,一个是递归函数,另外一 个是递归终止函数,参数包Args...在展开的过程中递归调用自己,每调用一次参数包中的参数就会少一 个,直到所有的参数都展开为止,当没有参数时,则调用非模板函数print终止递归过程。

上面的递归终止函数还可以写成这样:

template 
void print(T t)
{
    cout << t << endl;
}
逗号表达式展开参数包

递归函数展开参数包是一种标准做法,也比较好理解,但也有一个缺点,就是必须要一个重载的递归终止 函数,即必须要有一个同名的终止函数来终止递归,这样可能会感觉稍有不便。有没有一种更简单的方 式呢?其实还有一种方法可以不通过递归方式来展开参数包,这种方式需要借助逗号表达式和初始化列 表。比如前面print的例子可以改成这样:

#include 
using namespace std;
template 
void printarg(T t)
{
    cout << t << endl;
}
template 
void expand(Args... args)
{
    int arr[] = {(printarg(args), 0)...};
}
int main()
{
    expand(1,2,3,4);
    return 0;
}

这个例子将分别打印出1,2,3,4四个数字。这种展开参数包的方式,不需要通过递归终止函数,是直接在 expand函数体中展开的, printarg不是一个递归终止函数,只是一个处理参数包中每一个参数的函数。expand函数中的逗号表达式:(printarg(args), 0),先执行printarg(args),再得到逗号表达式的结果0。 同时还用到了C++11的另外一个特性——初始化列表,通过初始化列表来初始化一个变长数组, {(printarg(args), 0)...}将会展开成((printarg(arg1),0), (printarg(arg2),0), (printarg(arg3),0), etc... ),最 终会创建一个元素值都为0的数组int arr[sizeof...(Args)]。由于是逗号表达式,在创建数组的过程中会先 执行逗号表达式前面的部分printarg(args)打印出参数,也就是说在构造int数组的过程中就将参数包展开 了,这个数组的目的纯粹是为了在数组构造的过程展开参数包。我们可以把上面的例子再进一步改进一 下,将函数作为参数,就可以支持lambda表达式了,从而可以少写一个递归终止函数了,具体代码如下:

#include 
using namespace std;
templatevoid expand(const F& f, Args&&...args)
{
    //这里用到了完美转发
    initializer_list{(f(std::forward< Args>(args)),0)...};
}
int main()
{
    expand([](int i){cout<

欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/langs/2990420.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2022-09-23
下一篇 2022-09-23

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)