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std::bind

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(直到 C++17*)
(直到 C++17*)
(直到 C++17*)
(直到 C++17*)
(直到 C++17*)  
(直到 C++17*)
(直到 C++17*)(直到 C++17*)(直到 C++17*)(直到 C++17*)
(直到 C++20*)
(直到 C++20*)
(直到 C++17*)(直到 C++17*)
(直到 C++17*)(直到 C++17*)

(直到 C++17*)
(直到 C++17*)(直到 C++17*)(直到 C++17*)(直到 C++17*)
(直到 C++20*)
(直到 C++20*)
 
定义于头文件 <functional>
template< class F, class... Args >
/* 未指定 */ bind( F&& f, Args&&... args );
 (1) (C++11 起)
(C++20 起为 constexpr)
template< class R, class F, class... Args >
/* 未指定 */ bind( F&& f, Args&&... args );
 (2) (C++11 起)
(C++20 起为 constexpr)

函数模板 std::bind 为 f 生成一个转发调用包装器。调用此包装器等同于以其部分参数绑定到 args 的方式调用 f。

若 std::is_constructible<std::decay<F>::type, F>::value 为 false，或对于 Args 中的任何类型 Arg_i，std::is_constructible<std::decay<Arg_i>::type, Arg_i>::value 为 false，则程序非良构。

若 std::decay<Ti>::type 或 Args 中的任何类型不是可移动构造 (MoveConstructible) 或可析构 (Destructible)，则行为未定义。

目录

[编辑] 参数

f - 可调用 (Callable) 对象（函数对象、函数指针、函数引用、成员函数指针或数据成员指针），它将被绑定到某些参数
args - 要绑定的参数列表，未绑定的参数将替换为命名空间 std::placeholders 的占位符 _1、_2、_3...

[编辑] 返回值

一个未指定类型 T 的函数对象 g，对于它 std::is_bind_expression<T>::value 为 true。它拥有以下成员

std::bind 返回类型

成员对象

std::bind 的返回类型持有一个类型为 std::decay<F>::type 的成员对象，由 std::forward<F>(f) 构造；并且对 args... 中的每个参数持有一个对象，类型为 std::decay<Arg_i>::type，类似地由 std::forward<Arg_i>(arg_i) 构造。

构造函数

std::bind 的返回类型是可复制构造 (CopyConstructible) 的，如果其所有成员对象（如上所述）是可复制构造的，否则是可移动构造 (MoveConstructible) 的。该类型定义了以下成员：

成员类型 result_type

1) (C++17 中已弃用) 若 F 是函数指针或成员函数指针，则 result_type 是 F 的返回类型。若 F 是一个带有嵌套 typedef result_type 的类类型，则 result_type 是 F::result_type。否则不定义 result_type。
2) (C++17 中已弃用) result_type 就是 R。
 (C++20 前)

成员函数 operator()

当在函数调用表达式 g(u1, u2, ... uM) 中调用 g 时，会发生存储对象的调用，如同通过

1) INVOKE(fd, std::forward<V1>(v1), std::forward<V2>(v2), ..., std::forward<VN>(vN))，或
2) INVOKE<R>(fd, std::forward<V1>(v1), std::forward<V2>(v2), ..., std::forward<VN>(vN))，

其中 fd 是类型为 std::decay<F>::type 的值，绑定参数 v1, v2, ..., vN 的值和类型如下所述确定。

若调用 g() 时提供的一些参数与 g 中存储的任何占位符都不匹配，则未使用的参数会被求值并丢弃。

operator() 的调用是不抛出异常的 或是常量子表达式(C++20 起)，当且仅当底层 INVOKE 操作也是如此。operator() 仅在 INVOKE 操作作为未求值操作数时良构时才参与重载决议。

若 g 是 volatile 限定的，则程序非良构。

若 INVOKE(fd, w1, w2, ..., wN) 对于任何可能的值 w1, w2, ..., wN 均不能是有效表达式，则行为未定义。

[编辑] 绑定参数

对于每个存储的参数 arg_i，在 INVOKE 或 INVOKE<R> 操作中对应的绑定参数 v_i 按以下方式确定：

[编辑] 情况 1：引用包装器

若 arg_i 的类型为 std::reference_wrapper<T>（例如，在对 std::bind 的初始调用中使用了 std::ref 或 std::cref），则 v_i 为 arg_i.get()，其类型 V_i 为 T&：存储的参数通过引用传递给被调用的函数对象。

[编辑] 情况 2：绑定表达式

若 arg_i 的类型为 T，对于它 std::is_bind_expression<T>::value 为 true（例如，另一个 std::bind 表达式直接传递给对 std::bind 的初始调用），则 std::bind 执行函数组合：不是传递绑定子表达式将返回的函数对象，而是急切地调用子表达式，并将其返回值传递给外部可调用对象。若绑定子表达式有任何占位符参数，它们与外部绑定共享（从 u1, u2, ... 中取出）。具体来说，v_i 为 arg_i(std::forward<Uj>(uj)...)，其类型 V_i 为 std::result_of<T cv &(Uj&&...)>::type&&(直到 C++17)std::invoke_result_t<T cv &, Uj&&...>&&(C++17 起)（cv-限定与 g 的相同）。

[编辑] 情况 3：占位符

若 arg_i 的类型为 T，对于它 std::is_placeholder<T>::value 不是 ​0​（这意味着，占位符如 std::placeholders::_1, _2, _3, ... 被用作对 std::bind 的初始调用的参数），则占位符指示的参数（_1 对应 u1，_2 对应 u2，等等）被传递给可调用对象：v_i 为 std::forward<Uj>(uj)，其类型 V_i 为 Uj&&。

[编辑] 情况 4：普通参数

否则，arg_i 作为左值参数传递给可调用对象：v_i 简单地是 arg_i，其类型 V_i 为 T cv &，其中 cv 与 g 的 cv-限定相同。

[编辑] 异常

仅当从 std::forward<F>(f) 构造 std::decay<F>::type 抛出异常，或从对应的 std::forward<Arg_i>(arg_i) 构造 std::decay<Arg_i>::type 的任何构造函数抛出异常时才抛出，其中 Arg_i 是第 i 个类型，arg_i 是 Args... args 中的第 i 个参数。

[编辑] 注记

如可调用 (Callable) 中所述，当调用非静态成员函数指针或非静态数据成员指针时，第一个参数必须是对其成员将被访问的对象的引用或指针（包括可能的智能指针，如 std::shared_ptr 和 std::unique_ptr）。

绑定到 bind 的参数被复制或移动，并且除非用 std::ref 或 std::cref 包装，否则永远不会通过引用传递。

同一绑定表达式中允许重复的占位符（例如，多个 _1），但结果仅在相应的参数（u1）是左值或不可移动右值时才定义良好。

[编辑] 示例

运行此代码
#include <functional>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <random>
 
void f(int n1, int n2, int n3, const int& n4, int n5)
{
    std::cout << n1 << ' ' << n2 << ' ' << n3 << ' ' << n4 << ' ' << n5 << '\n';
}
 
int g(int n1)
{
    return n1;
}
 
struct Foo
{
    void print_sum(int n1, int n2)
    {
        std::cout << n1 + n2 << '\n';
    }
 
    int data = 10;
};
 
int main()
{
    using namespace std::placeholders;  // for _1, _2, _3...
 
    std::cout << "1) argument reordering and pass-by-reference: ";
    int n = 7;
    // (_1 and _2 are from std::placeholders, and represent future
    // arguments that will be passed to f1)
    auto f1 = std::bind(f, _2, 42, _1, std::cref(n), n);
    n = 10;
    f1(1, 2, 1001); // 1 is bound by _1, 2 is bound by _2, 1001 is unused
                    // makes a call to f(2, 42, 1, n, 7)
 
    std::cout << "2) achieving the same effect using a lambda: ";
    n = 7;
    auto lambda = [&ncref = n, n](auto a, auto b, auto /*unused*/)
    {
        f(b, 42, a, ncref, n);
    };
    n = 10;
    lambda(1, 2, 1001); // same as a call to f1(1, 2, 1001)
 
    std::cout << "3) nested bind subexpressions share the placeholders: ";
    auto f2 = std::bind(f, _3, std::bind(g, _3), _3, 4, 5);
    f2(10, 11, 12); // makes a call to f(12, g(12), 12, 4, 5);
 
    std::cout << "4) bind a RNG with a distribution: ";
    std::default_random_engine e;
    std::uniform_int_distribution<> d(0, 10);
    auto rnd = std::bind(d, e); // a copy of e is stored in rnd
    for (int n = 0; n < 10; ++n)
        std::cout << rnd() << ' ';
    std::cout << '\n';
 
    std::cout << "5) bind to a pointer to member function: ";
    Foo foo;
    auto f3 = std::bind(&Foo::print_sum, &foo, 95, _1);
    f3(5);
 
    std::cout << "6) bind to a mem_fn that is a pointer to member function: ";
    auto ptr_to_print_sum = std::mem_fn(&Foo::print_sum);
    auto f4 = std::bind(ptr_to_print_sum, &foo, 95, _1);
    f4(5);
 
    std::cout << "7) bind to a pointer to data member: ";
    auto f5 = std::bind(&Foo::data, _1);
    std::cout << f5(foo) << '\n';
 
    std::cout << "8) bind to a mem_fn that is a pointer to data member: ";
    auto ptr_to_data = std::mem_fn(&Foo::data);
    auto f6 = std::bind(ptr_to_data, _1);
    std::cout << f6(foo) << '\n';
 
    std::cout << "9) use smart pointers to call members of the referenced objects: ";
    std::cout << f6(std::make_shared<Foo>(foo)) << ' '
              << f6(std::make_unique<Foo>(foo)) << '\n';
}

输出

1) argument reordering and pass-by-reference: 2 42 1 10 7
2) achieving the same effect using a lambda: 2 42 1 10 7
3) nested bind subexpressions share the placeholders: 12 12 12 4 5
4) bind a RNG with a distribution: 0 1 8 5 5 2 0 7 7 10 
5) bind to a pointer to member function: 100
6) bind to a mem_fn that is a pointer to member function: 100
7) bind to a pointer to data member: 10
8) bind to a mem_fn that is a pointer to data member: 10
9) use smart pointers to call members of the referenced objects: 10 10

[编辑] 缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 发布时的行为 正确的行为
LWG 2021 C++11 1. 绑定的参数
    未转发给 fd
2. 在情况 2 中，V_i 的类型是
    std::result_of<T cv (Uj...)>::type		 1. 已转发
2. 更改为
    std::result_of<T cv &(Uj&&...)>::type&&

[编辑] 另请参阅

(C++20)(C++23)
 按顺序将可变数量的参数绑定到函数对象
(函数模板) [编辑]
(C++11)
 std::bind 表达式中未绑定参数的占位符
(常量) [编辑]
(C++11)
 从指向成员的指针创建函数对象
(函数模板) [编辑]
取自“https://cppreference.cn/mwiki/index.php?title=cpp/utility/functional/bind&oldid=173615”