本文是C++0x系列的第四篇，主要是内容是C++0x中新增的lambda表达式, function对象和bind机制。之所以把这三块放在一起讲，是因为这三块之间有着非常密切的关系，通过对比学习，加深对这部分内容的理解。在开始之间，首先要讲一个概念，closure（闭包），这个概念是理解lambda的基础。下面我们来看看wikipedia上对于计算机领域的closure的定义：
A closure (also lexical closure, function closure or function value) is a function together with
a referencing environment for the non-local variables of that function.
上面的大义是说，closure是一个函数和它所引用的非本地变量的上下文环境的集合。从定义我们可以得知，closure可以访问在它定义范围之外的变量，也即上面提到的non-local vriables，这就大大增加了它的功力。关于closure的最重要的应用就是回调函数，这也是为什么这里把function, bind和lambda放在一起讲的主要原因，它们三者在使用回调函数的过程中各显神通。下面就为大家一步步接开这三者的神秘面纱。
1. function
我们知道，在C++中，可调用实体主要包括函数，函数指针，函数引用，可以隐式转换为函数指定的对象，或者实现了opetator()的对象（即C++98中的functor)。C++0x中，新增加了一个std::function对象，std::function对象是对C++中现有的可调用实体的一种类型安全的包裹（我们知道像函数指针这类可调用实体，是类型不安全的）。我们来看几个关于function对象的例子：
#include < functional> std::function< size_t (const char*) > print_func; /// normal function -> std::function object size_t CPrint(const char*) { ... } print_func = CPrint; print_func("hello world"): /// functor -> std::function object class CxxPrint { public: size_t operator()(const char*) { ... } }; CxxPrint p; print_func = p; print_func("hello world"); |
在上面的例子中，我们把一个普通的函数和一个functor赋值给了一个std::function对象，然后我们通过该对象来调用。其它的C++中的可调用实体都可以像上面一样来使用。通过std::function的包裹，我们可以像传递普通的对象一样来传递可调用实体，这样就很好解决了类型安全的问题。了解了std::function的基本用法，下面我们来看一些使用过程中的注意事项：
（1）关于可调用实体转换为std::function对象需要遵守以下两条原则：
a. 转换后的std::function对象的参数能转换为可调用实体的参数
b. 可高用实体的返回值能转换为std::function对象的（这里注意，所有的可调用实体的返回值都与返回void的std::function对象的返回值兼容）。
（2）std::function对象可以refer to满足（1）中条件的任意可调用实体
（3）std::function object最大的用处就是在实现函数回调，使用者需要注意，它不能被用来检查相等或者不相等
2. bind
bind是这样一种机制，它可以预先把指定可调用实体的某些参数绑定到已有的变量，产生一个新的可调用实体，这种机制在回调函数的使用过程中也颇为有用。C++98中，有两个函数bind1st和bind2nd，它们分别可以用来绑定functor的第一个和第二个参数，它们都是只可以绑定一个参数。各种限制，使得bind1st和bind2nd的可用性大大降低。C++0x中，提供了std::bind，它绑定的参数的个数不受限制，绑定的具体哪些参数也不受限制，由用户指定，这个bind才是真正意义上的绑定，有了它，bind1st和bind2nd就没啥用武之地了，因此C++0x中不推荐使用bind1st和bind2nd了，都是deprecated了。下面我们通过例子，来看看bind的用法：
#include < functional> int Func(int x, int y); auto bf1 = std::bind(Func, 10, std::placeholders::_1); bf1(20); ///< same as Func(10, 20) class A { public: int Func(int x, int y); }; A a; auto bf2 = std::bind(&A::Func, a, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2); bf2(10, 20); ///< same as a.Func(10, 20) std::function< int(int)> bf3 = std::bind(&A::Func, a, std::placeholders::_1, 100); bf3(10); ///< same as a.Func(10, 100) |
上面的例子中，bf1是把一个两个参数普通函数的第一个参数绑定为10，生成了一个新的一个参数的可调用实体体; bf2是把一个类成员函数绑定了类对象，生成了一个像普通函数一样的新的可调用实体; bf3是把类成员函数绑定了类对象和第二个参数，生成了一个新的std::function对象。看懂了上面的例子，下面我们来说说使用bind需要注意的一些事项：
（1）bind预先绑定的参数需要传具体的变量或值进去，对于预先绑定的参数，是pass-by-value的
（2）对于不事先绑定的参数，需要传std::placeholders进去，从_1开始，依次递增。placeholder是pass-by-reference的
（3）bind的返回值是可调用实体，可以直接赋给std::function对象
（4）对于绑定的指针、引用类型的参数，使用者需要保证在可调用实体调用之前，这些参数是可用的
（5）类的this可以通过对象或者指针来绑定
