1.Boost::bind
在STL中，我们经常需要使用bind1st，bind2st函数绑定器和fun_ptr,mem_fun等函数适配器，这些函数绑定器和函数适配器使用起来比较麻烦，需要根据是全局函数还是类的成员函数，是一个参数还是多个参数等做出不同的选择，而且有些情况使用STL提供的不能满足要求，所以如果可以我们最好使用boost提供的bind，它提供了统一的接口，提供了更多的支持，比如说它增加了shared_ptr，虚函数，类成员的绑定。
2.bind的工作原理
bind并不是一个单独的类或函数，而是非常庞大的家族，依据绑定的参数的个数和要绑定的调用对象的类型，总共有数十种不同的形式，编译器会根据具体的绑定代码制动确定要使用的正确的形式，bind的基本形式如下：
1 template<class R,class F> bind(F f); 2 template<class R,class F,class A1> bind(F f,A1 a1); 3 namespace 4 { 5 boost::arg<1> _1; 6 boost::arg<2> _2; 7 boost::arg<3> _3; 8 ….. //其他6个占位符 9 };
bind接收的第一个参数必须是一个可调用的对象f，包括函数、函数指针、函数对象、和成员函数指针，之后bind最多接受9个参数，参数数量必须与f的参数数量相等，这些参数被传递给f作为入参。 绑定完成后，bind会返回一个函数对象，它内部保存了f的拷贝，具有operator()，返回值类型被自动推导为f的返回类型。在发生调用时这个函数对象将把之前存储的参数转发给f完成调用。例如，有一个函数func，它的形式是：
1 func(a1,a2);
那么，他将等价于一个具有无参operator()的bind函数对象调用：
1 bind(func,a1,a2)();
这是bind最简单的形式，bind表达式存储了func和a1、a2的拷贝，产生了一个临时函数对象。因为func接收两个参数，而a1和a2的拷贝传递给func完成真正的函数调用。
bind的真正威力在于它的占位符，它们分别定义为_1,_2,_3,一直到 _9,位于一个匿名的名字空间。占位符可以取代bind参数的位置，在发生调用时才接受真正的参数。占位符的名字表示它在调用式中的顺序，而在绑定的表达式中没有没有顺序的要求，_1不一定必须第一个出现，也不一定只出现一次，例如：
1 bind(func,_2,_1)(a1,a2);
返回一个具有两个参数的函数对象，第一个参数将放在func的第二个位置，而第二个参数则放在第一个位置，调用时等价于：
1 func(a2,a1);
3.常用的函数对象工具
(1)bind1st,bind2st函数绑定器，把二元函数对象变为一元函数对象。
(2)mem_fun,把成员函数变为函数对象。
(3)fun_ptr，把一般的全局函数变为函数对象。
(4)boost::bind(),包含了以上所有的功能。
4.bind与其他函数对象工具区别
4.1 区别与mem_fun和fun_ptr
1 #include <functional> 2 #include <iostream> 3 #include <string> 4 #include "boost/bind.hpp" 5 class some_class 6 { 7 public: 8 void print_string(const std::string& s) const 9 { 10 std::cout << s << ' '; 11 } 12 void print_classname() 13 { 14 std::cout << "some_class" << std::endl; 15 } 16 }; 17 void print_string(const std::string s) 18 { std::cout << s << ' '; 19 } 20 void print_functionname() 21 { 22 std::cout << "Print_functionname" <<std::endl; 23 } 24 int main() 25 { 26 std::ptr_fun(&print_string)("hello1"); 27 //std::ptr_fun<void>(&print_functionname); 28 some_class sc0; 29 std::mem_fun_ref(&some_class::print_classname)(sc0); 30 std::mem_fun_ref<void,some_class>(&some_class::print_classname)(sc0); 31 //std::mem_fun1_ref<void,some_class,const std::stirng>(&some_class::print_string)(sc0,"hello2"); 32 33 (boost::bind(&print_string,_1))("Hello func!"); 34 boost::bind(&print_functionname); 35 some_class sc; 36 (boost::bind(&some_class::print_classname,_1)(sc)); 37 (boost::bind(&some_class::print_string,_1,_2))(sc,"Hello member!"); 38 }
4.2 区别与bind1st和bind2st
1 #include <functional> 2 #include <iostream> 3 #include <string> 4 #include <vector> 5 #include <algorithm> 6 #include "boost/bind.hpp" 7 void main() 8 { 9 std::vector<int> ints; 10 ints.push_back(7); 11 ints.push_back(4); 12 ints.push_back(12); 13 ints.push_back(10); 14 int count=std::count_if(ints.begin(), 15 ints.end(), 16 boost::bind(std::logical_and<bool>(),boost::bind(std::greater<int>(),_1,5),boost::bind(std::less_equal<int>(),_1,10)) 17 ); 18 std::cout << count << ' '; 19 std::vector<int>::iterator int_it=std::find_if(ints.begin(), 20 ints.end(), 21 boost::bind(std::logical_and<bool>(),boost::bind(std::greater<int>(),_1,5),boost::bind(std::less_equal<int>(),_1,10)) 22 ); 23 if (int_it!=ints.end()) 24 { std::cout << *int_it << ' ';} 25 26 }
4.3 区别传ref和传instance
1 // bind instance or reference 2 #include <functional> 3 #include <iostream> 4 #include <string> 5 #include <vector> 6 #include <algorithm> 7 #include "boost/bind.hpp" 8 class tracer 9 { 10 public: 11 tracer() { std::cout << "tracer::tracer() "; } 12 tracer(const tracer& other) { std::cout << "tracer::tracer(const tracer& other) "; } 13 tracer& operator=(const tracer& other) 14 { std::cout << "tracer& tracer::operator=(const tracer& other) "; return *this; } 15 ~tracer() { std::cout << "tracer::~tracer() "; 16 } 17 void print(const std::string& s) const 18 { std::cout << s << ' '; } 19 }; 20 21 void main() 22 { 23 tracer t; 24 boost::bind(&tracer::print,t,_1)(std::string("I'm called on a copy of t ")); 25 tracer t1; 26 boost::bind(&tracer::print,boost::ref(t1),_1)( std::string("I'm called directly on t ")); 27 28 }
5.bind的应用场景
5.1 绑定普通函数
bind可以绑定普通函数，包括函数、函数指针，假设我么有如下的函数定义：
1 int f(int a,int b){return a+b;} //二元函数 2 int g(int a,int b,int c) {return a+b+c;} //三元函数 3 typedef int (*f_type)(int,int); //函数指针定义 4 typedef int (*g_type)(int,int,int); //函数指针定义
那么，bind(f,1,2) 将返回一个无参调用函数对象，等价于f(1,2),bind(q,1,2,3)同样返回一个无参调用的函数对象，等价于 g(1,2,3)。这两个绑定表达式没有使用占位符，而是给出了全部的具体参数，代码：
1 cout<<bind(f,1,2)()<<endl; 2 cout<<bind(g,1,2,3)()<<endl;
相当于：
1 cout<<f(1,2)<<endl; 2 cout<<g(1,2,3)<<endl;
使用占位符bind可以有更多的变化，这才是它真正应该做的工作，下面列出了一些占位符的用法：
1 bind(f,_1,9)(x); //f(x,9),相当于bind2nd(f,9) 2 bind(f,_1,_2)(x,y); //f(x,y) 3 bind(f,_2,_1)(x,y); //f(y,x) 4 bind(f,_1,_1)(x,y); //f(x,x),y参数被忽略 5 bind(g,_1,8,_2)(x,y) //g(x,8,y) 6 bind(g,_3,_2_2)(x,y,z) //g(z,y,y),x参数被忽略
注意：必须在绑定表达式中提供函数要求的所有参数，无论是真实参数还是占位符均可以。占位符可以出现也可以不出现，出现的顺序和数量没有限定，但不能使用超过函数参数数量的占位符，比如在绑定f是不能用_3,在绑定g时不能使用_4，也不能写bind(f,_1,_2,_2)，这样的形式会导致编译错误。bind完全可以代替标准库中的bind1st和bind2nd，使用bind(f,N,_1)和bind(f,_1,N)。要注意的是它们均使用了一个占位符，bind1st把第一个参数用固定值代替，bind2nd把第二个参数用固定值代替。bind也可以绑定函数指针，用法相同，例如：
1 f_type pf = f; 2 g_type pg = g; 3 int x =1,y=2,z=3; 4 cout<<bind(pf,_1,9)(x)<<endl; //(*pf(x,9)) 5 cout<<bind(pg,_3,_2,_2)(x,y,z)<<endl; //(*pg)(z,y,y)
5.2 bind绑定成员函数
类的成员函数不同于普通的函数，因为成员函数指针不能直接调用operator(),它必须被绑定到一个对象或指针，然后才能得到this指针进而调用成员函数。因此bind需要 “牺牲”一个占位符，要求提供一个类的实例、引用或者指针，通过对象作为第一个参数来调用成员函数，即：
1 bind(&X::func,x,_1,_2,…)
这意味着使用成员函数时只能最多绑定8个参数。例如，有一个类demo
1 struct demo 2 { 3 int f(int a,int b){return a+b;} 4 };
那么，下面的bind表达式都是成立的：
1 demo a,&ra = a; //类的实例对象和引用 2 demo * p = & a; //指针 3 cout<<bind(&demo::f,a,_1,20)(10)<<endl; 4 cout<<bind(&demo::f,ra,_2,_1)(10,20)<<endl; 5 cout<<bind(&demo::f,p,_1,_2)(10,20)<<endl;
注意：我们必须在成员函数前面加上取地址的操作符&，表明这是一个成员函数指针，否则会无法编译通过，这是与绑定函数的一个小小的不同。bind同样支持绑定虚拟成员函数，用法与非虚函数相同，虚函数的行为将由实际调用发生时的实例来决定。
5.3 bind绑定成员变量
bind的另一个对类的操作是它可以绑定public成员变量，用法与绑定成员函数类似，只需要把成员变量名像一个成员函数一样去使用。例如：
1 vector<point> v(10); 2 vector<int> v2(10); 3 transform(v.begin(),v.end(),v2.begin(),bind(&point::x,_1)); 4 BOOST_FOREACH(int x,v2) cout<<x<<“,”;
代码中的bind(&point::x,_1)取出point对象的成员变量x，transform算法调用bind表达式操作容器v,逐个把成员变量填入到v2中。看到这里感到有点困惑，有点难以理解：bind返回的是一个函数对象，该对象对“（）”进行了重载，在transform调用该重载函数应该是将v中的每一个成员变量作为参数传进去，从而取出每一个元素的x变量。
使用bind可以实现SGISTL/STLport中的非标准函数适配器select1st和select2nd的功能，直接选择出pair对象first和second成员，例如：
1 typedef pair<int,string> pair_t; 2 pair_t p(123,”string”); 3 cout<<bind(&pair_t::first,p)()<<endl; 4 cout<<bind(&pair_t::second,p)()<<endl;
5.4 绑定函数对象
bind不仅能够绑定函数和函数指针，也能够绑定任意的函数对象，包括标准库中预定义的函数对象。如果函数对象有内部类型定义result_type，那么bind可以自动推导出返回值类型，用法与普通函数一样。但如果函数对象没有定义result_type，则需要在绑定形式上做一点改动，用模板参数指明返回类型，像这样：
1 bind<result_type>(Functor,…);
标准库和Boost库中的大部分函数都具有result_type定义，因此不需要特别的形式就可以直接使用bind,例如：
1 bind(std::greater<int>(),_1,10); //检查 x>10 2 bind(plus<int>(),_1,_2); //执行 x+y 3 bind(modulus<int>(),_1,3), //执行 x%3
对于自定义的函数对象，如果没有result_type类型定义，例如：
1 struct f 2 { 3 int operator() (int a,int b) {return a +b;} 4 };
那么我们必须指明
1 bind<int> (f(),_1,_2)(10,20)<<endl;
这种写法所烧会有些不方便，因此，在编写自己的函数对象时，最好遵循规范为它们增加内部typedef result_type,这将使函数对象与其他的标准库和Boost库组件配合工作。
5.5 使用ref库
bind采用拷贝的方式保存绑定对象和参数，这意味着绑定表达式中的每一个变量都会有一份拷贝，如果函数对象或值参数很大、拷贝代价很高，或者无法拷贝，那么bind的使用就会受到限制。因此bind库可以搭配ref库使用，ref库包装了对象的引用，可以让bind存储对象引用的拷贝，从而降低了拷贝的代价。但这也带来了一个隐患，因为有时候bind的调用可能会延后很久，程序员必须保证bind被调用时引用是有效的。如果调用是引用的变量或者函数对象你被销毁了，那么将会发生未定义行为。ref配合bind用法的代码如下：
1 int x = 10; 2 cout<<bind(g,_1,cref(x),ref(x))(10)<<endl; 3 f af; 4 cout<<bind<int>(ref(af),_1,_2)(10,20)<<endl;
下面的代码则因为引用失效，引发未定义行为：
1 int x = 10; 2 BOOST_AUTO(r,ref(x)); 3 { 4 int * y = new int(20); 5 r = ref(*y); 6 cout<<r<<endl; 7 cout<<bind(g,r,1,1)()<<endl; 8 delete y; 9 } 10 cout<<bind(g,r,1,1)()<<endl;
5.6 存储bind表达式
很多时候我们需要把写好的bind表达式存储起来，以便稍后再度使用，但bind表达式生成的对象类型声明非常复杂，通常无法写出正确的类型，因此可以使用typeof库的BOOST_AUTO宏来辅助我们，例如：
1 BOOST_AUTO(x,bind(greater<int>(),_1,_2)); 2 cout<<x(10,20)<<endl;
bind可以嵌套，一个bind表达式生成的函数对象可以被另一个bind再绑定，从而实现类似f(g(x))的形式，如果我们有f(x)和g(x)两个函数，那么f(g(x))的bind表达式就是：
1 bind(f,bind(g,_1))(x)
使用bind的嵌套用法必须小心，它不太容易一次写对，也不太容易理解，超过两个以上的bind表达式通常只能被编译器读懂，必须配合良好的注释才能够使用bind嵌套用法。
5.7 绑定非标准函数
bind可以适配任何一种C++中的函数，但标准形式bind(f,…)不是适用所用的情况，有些非标准函数无法制动推导出返回值类型，典型的就是C中的可变参数函数printf()。必须用bind<int>(printf,…)(…)，例如：
1 bind<int>(printf,”%d+%d=%d ”,_1,_1,_2)(6,7);
bind的标准形式也不能支持使用了不同的调用方式，如：__stdcall、__fastcall、extern”C”的函数，通常bind把他们看做函数对象，需要显示的指定bind的返回值类型才能绑定。
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