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  • 使用BOOST BIND库提高C++程序性能

      Boost.Bind为函数和函数对象,值语义和指针提供语义了一致的语法。我们首先通过一些简单的例子来看看它的基本用法,之后我们会延伸到嵌套绑定以实现功能组合。理解bind用法的一个关键是理解占位符(placeholder)的概念。占位符表示该参数将在函数对象里面提供。Boost.Bind提供多达9个这样的参数--_1, _2, _3, _4, _5,_6,_7,_8, _9.你可以在想要加入参数的地方使用它们。在第一个示例程序中,我们定义一个函数"nine_arguments",之后用bind表达式调用它。
      #include <IOSTREAM>
      #include boost/bind.hpp
      void nine_arguments(
      int i1,int i2,int i3,int i4,
      int i5,int i6,int i7,int i8, int i9) {
      std::cout 《 i1 《 i2 《 i3 《 i4 《 i5
      《 i6 《 i7 《 i8 《 i9 《 '
      ';
      }
      int main() {
      int i1=1,i2=2,i3=3,i4=4,i5=5,i6=6,i7=7,i8=8,i9=9;
      (boost::bind(&nine_arguments,_9,_2,_1,_6,_3,_8,_4,_5,_7))
      (i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7,i8,i9);
      }</IOSTREAM>
      在这个程序中,你可以创建临时的匿名绑定器并且立即传参调用。如你所见,占位符的顺序是在本例中是混乱的,这使得参数的顺序也被打乱。另外,占位符可以在表达式中重复使用。示例程序1的输出是 www.lefeng123.com
      921638457
      占位符的序数与参数的位置是对应的,也就是说,_1被换为第一个参数,_2被换为第二个参数,以此类推。
      #include <IOSTREAM>
      #include <BOOST bind.hpp="">
      void PlaceholderTest(int a, int b, int c)
      {
      std::cout 《 a 《 b 《 c 《 std::endl;
      }
      int main()
      {
      int a = 1, b = 2, c = 3;
      //(boost::bind(&PlaceholderTest, _1, _2))(a, b); //error
      //(boost::bind(&PlaceholderTest, _1, _2, _1, _3))(a, b, c); //error
      //(boost::bind(&PlaceholderTest, _1, _2, _3))(a, b); //error
      (boost::bind(&PlaceholderTest, _1, _2, _1))(a, b); //OK,output:121
      (boost::bind(&PlaceholderTest, 99, _2, _1))(a, b) //OK,output:9921
      } </BOOST></IOSTREAM>
      总结 www.jamo123.com
      1、参数占位符数量与函数形参数量必须一致
      2、占位符的替代值可以少于占位符数量
      3、占位符和实参可以混合使用
      翻译:调用成员函数(1)
      我们看看如何使用bind调用类的成员函数。首先我们也从一个可以由标准库完成的操作开始,这样方便我们对比标准库调用和Boost.Bind调用。当我们在标准库容器类类型中存储元素时,通常需要对部分或所有元素调用成员函数。通常的实现方法是,将这些操作可以放在一个循环中。但是现在有更好的解决办法。观察如下的简单类--status.我们之后将用它来展示Boost.Bind的简单易用和强大之处。
      class status {
      std::string name_;
      bool ok_;
      public:
      status(const std::string& name):name_(name),ok_(true) {}
      void break_it() {
      ok_=false;
      }
      bool is_broken() const {
      return ok_;
      }
      void report() const {
      std::cout 《 name_ 《 is 《
      (ok_ ? working nominally:terribly broken) 《 '
      ';
      }
      };
      如果我们将这个类的实例储存在vector中,当我们需要调用成员函数report时,大概要遵循以下步骤
      std::vector<STATUS> statuses;
      statuses.push_back(status(status 1));
      statuses.push_back(status(status 2));
      statuses.push_back(status(status 3));
      statuses.push_back(status(status 4));
      statuses[1].break_it();
      statuses[2].break_it();
      for (std::vector<STATUS>::iterator it=statuses.begin();
      it!=statuses.end();++it) {
      it->report();
      }</STATUS></STATUS>
      for循环能够正确完成操作,但是它冗长、低效(每次都要检查statuses.end()),还不如使用标准库中专为这种操作设计的for_each算法来的清楚。为了使用for_each替代for循环,我们需要为vector元素调用成员函数report配置一个适配器。在这个实例中,由于元素是值存储的,我们需要的是mem_fun_ref适配器 www.yztrans.com
      std::for_each(
      statuses.begin(),
      statuses.end(),
      std::mem_fun_ref(&status::report));
      这是一种更好的办法--它是如此简洁,不会对代码的作用产生任何迷惑和误解。Boost.Bind中的等效代码如下:
      std::for_each(
      statuses.begin(),
      statuses.end(),
      boost::bind(&status::report,_1));
      bind版本仍然清晰明了。这是我们第一次真正使用上面提及的Bind库占位符,它向编译器和代码阅读者传递了这样一个信息,_1将在调用绑定器的函数中被实参替换。尽管这段代码长度减少了,但在本例中,它与使用标准库mem_fun_ref几乎没有差别。
      #include <IOSTREAM>
      #include <STRING>
      #include <VECTOR>
      #include
      #include <BOOST bind.hpp="">
      class Status
      {
      public:
      Status(const std::string &name) : name_(name), ok_(true){}
      void BreakIt()
      {
      ok_ = false;
      }
      bool IsBroken() const
      {
      return ok_;
      }
      void Report() const
      {
      std::cout 《 name_ 《 is 《 (ok_ ? ok : broken) 《 std::endl;
      }
      private:
      std::string name_;
      bool ok_;
      };
      int main()
      {
      std::vector<STATUS> v_status;
      v_status.push_back(Status(status 1));
      v_status.push_back(Status(status 2));
      v_status.push_back(Status(status 3));
      v_status.push_back(Status(status 4));
      v_status[1].BreakIt();
      v_status[2].BreakIt();
      std::cout 《 use or: 《 std::endl;
      for (std::vector<STATUS>::iterator it = v_status.begin(); it < v_status.end(); it++)
      {
      it->Report();
      }
      std::cout 《
      use or_each, mem_fun_ref: 《 std::endl;
      std::for_each(v_status.begin(), v_status.end(), std::mem_fun_ref(&Status::Report));
      std::cout 《
      use or_each, bind: 《 std::endl;
      //std::for_each(v_status.begin(), v_status.end(), boost::bind(&Status::Report)); //error
      std::for_each(v_status.begin(), v_status.end(), boost::bind(&Status::Report, _1));
      }</STATUS></STATUS></BOOST></ALGORITHM></VECTOR></STRING></IOSTREAM>
      总结:
      bind成员函数最大的不同是,必须指明调用该函数的实例对象,代码中用"_1"表示。
      翻译:调用成员函数(2)
      下面,我们稍微改造一下vector容器,让它装入指针而不是值:
      std::vector<STATUS*> p_statuses;
      p_statuses.push_back(new status(status 1));
      p_statuses.push_back(new status(status 2));
      p_statuses.push_back(new status(status 3));
      p_statuses.push_back(new status(status 4));
      p_statuses[1]->break_it();
      p_statuses[2]->break_it();</STATUS*>
      我们仍然可以用两种标准库,但是我们不能用mem_fun_ref,而是用mem_fun适配器,虽然它的名字听起来有点儿混淆,完成操作还是没问题的。
      std::for_each(
      p_statuses.begin(),
      p_statuses.end(),
      std::mem_fun(&status::report));
      注意到,这段代码的语法已经有所改变,尽管我们要做的工作几乎相同。当然,如果代码的语法和上面的例子一样就最好了,这样我们就可以更多地关注代码到底做了些什么而不是它怎么做的。使用Bind,我们不需要显式指明要处理的元素是指针(这在容器类型中已经说明了,重复的信息在现代的库里面显然是不必要的)
      std::for_each(
      p_statuses.begin(),
      p_statuses.end(),
      boost::bind(&status::report,_1));
      如你所见,这与之前非指针元素的代码没有任何区别。也就是说如果你理解了刚才的bind,那么这个也能理解。
      #include <IOSTREAM>
      #include <STRING>
      #include <VECTOR>
      #include
      #include <BOOST bind.hpp="">
      class Status
      {
      public:
      Status(const std::string &name) : name_(name), ok_(true){}
      void BreakIt()
      {
      ok_ = false;
      }
      bool IsBroken() const
      {
      return ok_;
      }
      void Report() const
      {
      std::cout 《 name_ 《 is 《 (ok_ ? ok : broken) 《 std::endl;
      }
      private:
      std::string name_;
      bool ok_;
      };
      int main()
      {
      std::vector<STATUS*> v_pstatus;
      v_pstatus.push_back(new Status(status 1));
      v_pstatus.push_back(new Status(status 2));
      v_pstatus.push_back(new Status(status 3));
      v_pstatus.push_back(new Status(status 4));
      v_pstatus[1]->BreakIt();
      v_pstatus[2]->BreakIt();
      std::cout 《 use or: 《 std::endl;
      for (std::vector<STATUS*>::iterator it = v_pstatus.begin(); it < v_pstatus.end(); it++)
      {
      (*it)->Report();
      }
      std::cout 《
      use or_each, mem_fun_ref: 《 std::endl;
      std::for_each(v_pstatus.begin(), v_pstatus.end(), std::mem_fun(&Status::Report));
      std::cout 《
      use or_each, bind: 《 std::endl;
      std::for_each(v_pstatus.begin(), v_pstatus.end(), boost::bind(&Status::Report, _1));
      }</STATUS*></STATUS*></BOOST></ALGORITHM></VECTOR></STRING></IOSTREAM>
      总结:
      只有bind保持了形式不变
      翻译:调用成员函数(3)
      我们决定使用指针后,有另外一个问题,即指针的生命周期控制。我们必须手动释放p_statuses中的元素,这很容易出错而且没有必要。因此,我们可能选择使用智能指针(smart pointers),代码变化如下:
      std::vector<BOOST::SHARED_PTR<STATUS> > s_statuses;
      s_statuses.push_back(
      boost::shared_ptr<STATUS>(new status(status 1)));
      s_statuses.push_back(
      boost::shared_ptr<STATUS>(new status(status 2)));
      s_statuses.push_back(
      boost::shared_ptr<STATUS>(new status(status 3)));
      s_statuses.push_back(
      boost::shared_ptr<STATUS>(new status(status 4)));
      s_statuses[1]->break_it();
      s_statuses[2]->break_it();</STATUS></STATUS></STATUS></STATUS></BOOST::SHARED_PTR<STATUS>
      现在,我们该使用标准库中的哪个适配器了?由于智能指针并没有report成员函数,mem_fun和mem_fun_ref都不能用了。如下代码会编译失败。
      std::for_each(
      s_statuses.begin(),
      s_statuses.end(),
      std::mem_fun(&status::report));
      我们的好运用完了,标准库并不能帮我们完成这个任务。因此,我们只能借助于之前想避开的for形式或者……Boost.Bind,它可以完全正确地完成任务。
      std::for_each(
      s_statuses.begin(),
      s_statuses.end(),
      boost::bind(&status::report,_1));
      这与前面的代码是完全一样的(除了容器的名字)。同样的语法可以用于绑定值语义、指针语义或者只能指针。有时候,不同的语法可以帮助我们理解代码,但在我们讨论的情况中不是这样--我们手中的任务是在容器的元素上调用成员函数,没有其他的需求。语法一致的价值是不容轻视的,它既帮助了写代码的人,也帮助了以后维护代码的人。(当然,实际上我们没有写需要维护的代码,但出于参数的考虑,让我们假装是这样做的吧^_^)。
      #include <IOSTREAM>
      #include <STRING>
      #include <VECTOR>
      #include
      #include <BOOST bind.hpp="">
      #include <BOOST shared_ptr.hpp="">
      class Status
      {
      public:
      Status(const std::string &name) : name_(name), ok_(true){}
      void BreakIt()
      {
      ok_ = false;
      }
      bool IsBroken() const
      {
      return ok_;
      }
      void Report() const
      {
      std::cout 《 name_ 《 is 《 (ok_ ? ok : broken) 《 std::endl;
      }
      private:
      std::string name_;
      bool ok_;
      };
      int main()
      {
      std::vector< boost::shared_ptr<STATUS> > v_spstatus;
      v_spstatus.push_back(boost::shared_ptr<STATUS>(new Status(status 1)));
      v_spstatus.push_back(boost::shared_ptr<STATUS>(new Status(status 2)));
      v_spstatus.push_back(boost::shared_ptr<STATUS>(new Status(status 3)));
      v_spstatus.push_back(boost::shared_ptr<STATUS>(new Status(status 4)));
      v_spstatus[1]->BreakIt();
      v_spstatus[2]->BreakIt();
      //std::cout 《 use or: 《 std::endl;
      //for (std::vector<STATUS*>::iterator it = v_spstatus.begin(); it < v_spstatus.end(); it++)
      //{
      // (*it)->Report();
      //}
      //std::cout 《
      use or_each, mem_fun_ref: 《 std::endl;
      //std::for_each(v_spstatus.begin(), v_spstatus.end(), std::mem_fun(&Status::Report));
      std::cout 《
      use or_each, bind: 《 std::endl;
      std::for_each(v_spstatus.begin(), v_spstatus.end(), boost::bind(&Status::Report, _1));
      }</STATUS*></STATUS></STATUS></STATUS></STATUS></STATUS></BOOST>
      </BOOST></ALGORITHM></VECTOR></STRING></IOSTREAM>
      总结:
      1、标准库中的方法不再能够使用
      2、使用share_ptr必须引入头文件#include
      这些例子展示了一些Boost.Bind最基本最常用的情况,也是它最擅长的方面。尽管标准库也提供了一些基本工具让我们完成同样的任务,但我们看到Bind提供了语法一致性和一些标准库目前没有的扩展功能。

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