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c++ - std::bind 如何与成员函数一起工作

coder 2023-05-31 原文

我正在与 std::bind 一起工作但是当我们将它与成员类函数一起使用时,我仍然不明白它是如何工作的。

如果我们有以下函数:

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

我完全理解接下来的代码行:
auto fn_half = std::bind (my_divide,_1,2);               // returns x/2

std::cout << fn_half(10) << '\n';                        // 5

但是现在,使用以下代码绑定(bind)到成员函数时,我有一些问题。
struct Foo {
    void print_sum(int n1, int n2)
    {
        std::cout << n1+n2 << '\n';
    }
    int data = 10;
};

Foo foo;

auto f = std::bind(&Foo::print_sum, &foo, 95, _1);
f(5);
  • 为什么第一个参数是引用?我想得到一个理论上的解释。
  • 第二个参数是对对象的引用,对我来说这是最难理解的部分。我想是因为std::bind需要上下文,对吗?总是这样吗?有 std::bind当第一个参数是成员函数时需要引用的某种实现?
  • 最佳答案

    当你说“第一个参数是一个引用”时,你肯定是说“第一个参数是一个指针”:&运算符获取对象的地址,产生一个指针。

    在回答这个问题之前,让我们简单地退后一步,看看你第一次使用 std::bind()当你使用

    std::bind(my_divide, 2, 2)
    

    你提供一个函数。当一个函数被传递到任何地方时,它会衰减为一个指针。上面的表达式等价于这个,显式取地址
    std::bind(&my_divide, 2, 2)
    
    std::bind() 的第一个参数是一个标识如何调用函数的对象。在上面的例子中,它是一个指向函数的指针,类型为 double(*)(double, double) .任何其他具有合适的函数调用运算符的可调用对象也可以。

    由于成员函数很常见,std::bind()提供处理指向成员函数的指针的支持。当您使用 &print_sum你只是得到一个指向成员函数的指针,即类型为 void (Foo::*)(int, int) 的实体.虽然函数名称隐式衰减为指向函数的指针,即 &可以省略,成员函数(或数据成员,就此而言)并非如此:要获得指向成员函数的指针,必须使用 & .

    请注意,指向成员的指针特定于 class但它可以与该类的任何对象一起使用。也就是说,它独立于任何特定对象。 C++ 没有直接的方法来获取直接绑定(bind)到对象的成员函数(我认为在 C# 中,您可以通过使用具有应用成员名称的对象来获取直接绑定(bind)到对象的函数;但是,距今已有 10 多年了我上次编写了一些 C#)。

    内部,std::bind()检测到成员函数的指针被传递,并且很可能将其转换为可调用对象,例如,通过使用 std::mem_fn()用它的第一个参数。由于非static成员函数需要一个对象,解析可调用对象的第一个参数是指向适当类的对象的引用或[智能]指针。

    要使用指向成员函数的指针,需要一个对象。当使用指向成员的指针时 std::bind() std::bind() 的第二个参数相应地需要指定对象何时来自。在你的例子中
    std::bind(&Foo::print_sum, &foo, 95, _1)
    

    生成的可调用对象使用 &foo ,即指向 foo 的指针(类型 Foo* )作为对象。 std::bind()当第一个参数是指向成员的指针时,足够聪明地使用任何看起来像指针的东西,任何可以转换为适当类型的引用(如 std::reference_wrapper<Foo> )或对象的[拷贝]作为对象的对象。

    我怀疑,您从未见过指向成员的指针 - 否则就很清楚了。这是一个简单的例子:
    #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);
    }
    

    函数apply()简单地得到两个指向 Foo 的指针对象和指向成员函数的指针。它调用每个对象指向的成员函数。这个搞笑->*运算符将指向成员的指针应用于指向对象的指针。还有一个.*运算符将指向成员的指针应用于对象(或者,因为它们的行为就像对象一样,对对象的引用)。由于指向成员函数的指针需要一个对象,因此有必要使用这个请求对象的操作符。内部,std::bind()安排同样的事情发生。

    apply()用两个指针和 &Foo::f 调用它的行为与成员 f() 完全相同将在相应的对象上调用。同样在调用 apply() 时用两个指针和 &Foo::g它的行为与成员 g() 完全相同将在各自的对象上调用(语义行为是相同的,但编译器可能会更难内联函数,并且在涉及成员指针时通常会失败)。

    关于c++ - std::bind 如何与成员函数一起工作,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/37636373/

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