该篇为lambda表达式的延申,请在熟知lambda表达式的基础上阅读该文章
一文详解C++11lambda表达式https://blog.csdn.net/qq_74260823/article/details/134839319?spm=1001.2014.3001.5501
包装器的由来
这同样是一个不属于C++原始风味的语法
我们在lambda表达式中讲到过,就算lambda表达式是相同的,其类型也不同,不能进行相互赋值等操作。而这还只是在lambda表达式之间,如果有一个仿函数和一个lambda表达式,就算其功能相同,我们想把他们联系起来,那也堪比登天一般难。
//仿函数
struct plus
{int operator()(int num1, int num2){return num1 + num2;}
};int main()
{//lambda表达式auto lambda_plus = [](int a, int b) {return a + b; };//两者功能相同,却不能相互联系lambda_plus = plus();
}
就好比……
这就导致在很多应用场景,lambda表达式和仿函数使用起来是非常不便的。比如之前我们大量进行回调函数时,会采用函数指针的方式,构建一个函数指针数组,调用时按其对应的下标调用即可。但是lambda表达式则不然,每一个lambda表达式类型都不同,我们没办法去开辟一个定类型的数组,也就意味着传统的函数指针的方式是不可行的。
于是,带着这个使命,包装器便产生了
包装器
包装器的作用是将函数,仿函数,lambda表达式的类型统一,使其可以相互联系,相互转化
包装器的定义
包装器在头文件functional中,其定义长这个鬼样子
其中,ret代表返回值的类型,而Args代表参数包的类型。
直接来看例子吧,以加法的函数为例
也就是说,在function的模板里,第一个参数是返回值的类型,随后在括号里依次传入函数参数列表的类型,一一对应
而后赋值的时候,只需要让其等于已经定义过的可调用对象,便完成了赋值,可以正常进行使用。
包装器的类型
还是刚刚的例子,我们分别包装函数,函数指针,仿函数,lambda表达式,看看其类型的情况
//函数
int normal_plus(int num1,int num2)
{return num1 + num2;
}//仿函数
struct functor_plus
{int operator()(int num1, int num2){return num1 + num2;}
};int main()
{//lambda表达式auto lambda_plus = [](int a, int b) {return a + b; };//使用包装器包装函数function<int(int, int)> function1 = normal_plus;//使用包装器包装函数指针function<int(int, int)> function2 = &normal_plus;//使用包装器包装仿函数function<int(int, int)> function3 = functor_plus();//使用包装器包装lambda表达式function<int(int, int)> function4 = lambda_plus;//其类型都为class std::function<int __cdecl(int,int)>cout << typeid(function1).name() << endl;cout << typeid(function2).name() << endl;cout << typeid(function3).name() << endl;cout << typeid(function4).name() << endl;//也可以进行相互转化function1 = function2;
}
最终,无论最开始他们是什么类型,到了最后都变成了类似于function<int(int,int)>的类型,也就可以进行相同类型之间的任何操作
包装器的应用场景
通过包装器,我们可以轻轻松松实现函数回调
int main()
{//实现一个计算器map<string, function<int(int, int)>> calculator ={{"加法",[](int a,int b) {return a + b; }},{"减法",[](int a,int b) {return a - b; }},{"乘法",[](int a,int b) {return a * b; }},{"除法",[](int a,int b) {return a / b; }}};calculator["加法"](1, 20);
}
如果没有包装器,那么只能采用普通函数构建函数指针数组,既会产生大量命名冲突的风险,又会导致程序的简洁性大大降低。但是采用包装器,便把lambda表达式简洁易读的特点放到了最大。
包装器存在的问题
如果我们需要包装一个类中函数,我们应该怎么办?
class Plus
{
public:static int plusi(int a, int b){return a + b;}double plusd(double a, double b){return a + b;}
};int main()
{//静态成员函数——没有this指针std::function<int(int, int)> funci = &Plus::plusi;//可以不写&cout << funci(1, 2) << endl;//非静态——有this指针std::function<double(Plus, double, double)> funcd = &Plus::plusd;//包装的时候必须有一个this的位置(必须写&)cout << funcd(Plus(), 1.1, 2.2) << endl;//通过匿名对象调用成员函数return 0;
}
如果是类中的静态函数,则和调用普通函数相同;而如果是类中非静态函数,则必须要在参数列表中加上this指针的类型,并且赋值时只能赋值为函数指针,调用时也必须传入this指针
但是,往往我们使用的时候,并不喜欢每次都写this指针,那有没有办法省略掉this指针呢?
当然,这便是新的特性:bind
bind
std::bind函数定义在头文件中,是一个函数模板,它就像一个函数包装器(适配器),接受一个可调用对象(callable object),生成一个新的可调用对象来“适应”原对象的参数列表。一般而言,我们用它可以把一个原本接收N个参数的函数fn,通过绑定一些参数,返回一个接收M个(M可以大于N,但这么做没什么意义)参数的新函数。同时,使用std::bind函数还可以实现参数顺序调整等操作。
bind的定义
继续看例子吧
也就是说,bind实际上是拷贝了其他函数或包装器,来定义一个新的包装器,在bind的第一个参数中,我们输入被绑定的名称,在后面依次输入参数的顺序,一直到参数的个数与被绑定的函数的参数个数相同。
这个参数个数我们可以进行一些小调整
强制参数
int normal_plus(int num1, int num2)
{return num1 + num2;
}int main()
{//第一个参数强制传入10//包装器模板参数中只需要传入一个参数//而参数的顺序为剩下参数的顺序function<int(int)> fplus = bind(normal_plus, 10, placeholders::_1);//调用时只需要传入一个参数fplus(2);//10+2
}
交换参数的顺序
int normal_plus(int num1, int num2)
{return num1 + num2;
}int main()
{//交换参数的顺序function<int(int, int)> fplus = bind(normal_plus, placeholders::_2,//第一个参数传入num2placeholders::_1//第二个参数传入num1);//传入的参数顺序为绑定的顺序fplus(10, 3);//3+10;
}
而通过这种方法,我们便可以写死this指针,不需要每次都传入this了