C++如何使用std::function和std::bind?(函数包装)

std::function 是 C++11 引入的通用函数包装器,可存储、复制和调用任意匹配签名的可调用对象(如函数、lambda、bind 表达式),支持类型安全回调与策略模式。

c++如何使用std::function和std::bind?(函数包装)

std::function 和 std::bind 是 C++11 引入的函数对象包装工具,用来统一处理各种可调用对象(普通函数、成员函数、lambda、函数对象等),让回调、策略、事件注册等场景更灵活、更类型安全。

std::function:通用函数包装器

std::function 是一个类模板,能存储、复制和调用任何可调用目标(只要签名匹配)。它像“函数指针的升级版”,但支持闭包、绑定、重载等。

声明时需指定调用签名,例如 std::function 表示接受 double 和 int、返回 int 的可调用对象可直接赋值给普通函数、lambda、std::bind 表达式,甚至 nullptr(此时调用会抛 std::bad_function_call)用 operator() 调用,和普通函数一样

例子:

// 普通函数
int add(int a, int b) { return a + b; }
std::function f1 = add;
std::cout

// lambda(带捕获)
int base = 10;
std::function f2 = [&](int x) { return x + base; };
std::cout

std::bind:预设参数与调整调用签名

std::bind 用于生成一个新的可调用对象,把原函数的部分参数“固定”(绑定),或调整参数顺序、忽略某些参数。结果常交给 std::function 存储。

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第一个参数是可调用对象(函数名、&Class::member、lambda 等)后续参数中,_1, _2, …(来自 )代表占位符,表示将来调用时传入的实际参数位置普通值(如 100、”hello”)会被拷贝并绑定为常量参数

例子:

// 绑定第一个参数为 100
auto f3 = std::bind(add, 100, _1);
std::cout

// 调换两个参数顺序
auto f4 = std::bind(add, _2, _1);
std::cout

// 忽略第二个参数(只用第一个)
auto f5 = std::bind(add, _1, 0);
std::cout

绑定成员函数:需要对象上下文

调用类的非静态成员函数必须提供对象(或指针/引用)。std::bind 可以把 this 或对象实例一起绑定进去。

绑定到具体对象(值 or 引用):用 obj 或 &obj绑定到 this 指针(在类内):用 this注意:若绑定的是局部对象,确保该对象生命周期长于 bind 结果的使用期,否则悬垂

例子:

struct Calculator {
  int multiply(int a, int b) const { return a * b; }
};
Calculator calc;
std::function timesTwo = std::bind(&Calculator::multiply, &calc, 2, _1);
std::cout

现代替代建议:优先用 lambda 替代 bind

C++11 之后,多数 std::bind 场景可用更清晰、更高效的 lambda 实现,尤其当逻辑简单时。

lambda 更直观:参数和捕获一目了然,无需记 _1/_2 占位符通常性能更好(无类型擦除开销,编译期确定)std::bind 在需要延迟绑定、或转发未确定参数时仍有价值(比如封装成通用适配器)

对比:

// 用 bind
auto f = std::bind(func, _1, 42, “hello”);
// 等价的 lambda(推荐)
auto f = [](auto&& x) { return func(x, 42, “hello”); };

基本上就这些。std::function 提供统一接口,std::bind 解决参数适配,两者配合能写出松耦合、易扩展的回调代码。实际用时,先想清楚要不要保存状态、是否涉及成员函数、是否需要延迟求值——再决定用 bind 还是直接写 lambda。

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