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[原创](Modern C++)现代C++的关键性概念: 灵活多变的绑定: std::bind

news 来源：原创 2025/5/19 3:43:47

[作者]
常用网名: 猪头三
出生日期: 1981.XX.XX
企鹅交流: 643439947
个人网站: 80x86汇编小站
编程生涯: 2001年~至今[共24年]
职业生涯: 22年
开发语言: C/C++、80x86ASM、Object Pascal、Objective-C、C#、R、Python、PHP、Perl、
开发工具: Visual Studio、Delphi、XCode、C++ Builder、Eclipse
技能种类: 逆向驱动磁盘文件大数据分析
涉及领域: Windows应用软件安全/Windows系统内核安全/Windows系统磁盘数据安全/macOS应用软件安全
项目经历: 股票模型量化/磁盘性能优化/文件系统数据恢复/文件信息采集/敏感文件监测跟踪/网络安全检测
专注研究: 机器学习、股票模型量化、金融分析

[序言]
在现代C++编程中, 函数式编程的思想越来越受到重视. std::bind是C++11标准库提供的一个强大的工具, 它允许创建新的可调用对象(function object)通过预先绑定部分参数来实现灵活的函数调用. 简单来说, std::bind可以将一个函数与其某些参数结合起来, 生成一个新的函数, 这个新函数在被调用时只需要传入剩余的参数即可. 这在回调函数、事件处理以及需要动态调整函数行为的场景中非常有用.

除此之外, std::bind还提供了参数位置调整、嵌套绑定以及对象成员绑定的能力, 极大地增强了代码的灵活性和复用性. 通过结合占位符(std::placeholders), 开发者可以轻松地重新排列参数顺序或选择性地绑定部分参数, 从而适配不同的调用需求. 对于需要动态生成回调函数或处理复杂逻辑的场景, std::bind无疑是一个不可或缺的工具.

[代码演示]

struct BIND_OBJ
{
	std::wstring mpu_fun_Show(int int_param_1, int int_param_2, int int_param_3)
	{
		return std::to_wstring(int_param_1) + L" " + std::to_wstring(int_param_2) + L" " + std::to_wstring(int_param_3);
	}

	int mpu_int_Data{ 10 };
};

std::wstring fun_Show(int int_param_1, int int_param_2, int int_param_3, const int& int_param_4, int int_param_5)
{
	return std::to_wstring(int_param_1) + L" " + std::to_wstring(int_param_2) + L" " + \
		std::to_wstring(int_param_3) + L" " + std::to_wstring(int_param_4) + L" " + std::to_wstring(int_param_5);

}// End fun_Test()

int fun_Test_Other(int int_param_1)
{
	return int_param_1 + 5;

}// End fun_Test_Other()

int main() {

	_setmode(_fileno(stdout), _O_WTEXT);

	// 原始函数: 直接调用fun_Show
	std::wcout << fun_Show(1, 2, 3, 4, 5) << std::endl;

	// 绑定函数A: 绑定前两个参数并调换顺序, 使用占位符调整参数位置
	auto fun_bind_A = std::bind(fun_Show, std::placeholders::_2, std::placeholders::_1, 3, 4, 5);
	std::wcout << fun_bind_A(1, 2) << std::endl;

	// 绑定函数B: 选择绑定第3个参数, 后两个参数使用相同的占位符
	// 注意细节: 1, 2 这2个参数并没有使用
	auto fun_bind_B = std::bind(fun_Show, 3, 4, 5, std::placeholders::_3, std::placeholders::_3);
	std::wcout << fun_bind_B(1, 2, 6) << std::endl;

	// 绑定函数C: 嵌套绑定, 将fun_Test_Other的结果绑定到fun_Show的第2个参数
	// 注意细节: 7 这个参数并没有使用
	// 注意细节: 调用了fun_Test_Other()
	auto fun_bind_C = std::bind(fun_Show, std::placeholders::_2, std::bind(fun_Test_Other, std::placeholders::_1), 3, 4, 5);
	std::wcout << fun_bind_C(1, 2, 7) << std::endl;

	// 绑定函数D: 绑定对象的公有成员变量
	// 支持对象绑定 和 对象指针的绑定
	BIND_OBJ class_BindObj;
	auto fun_bind_D = std::bind(&BIND_OBJ::mpu_int_Data, std::placeholders::_1);
	std::wcout << std::to_wstring(fun_bind_D(class_BindObj)) << L" " << std::to_wstring(fun_bind_D(std::make_unique<BIND_OBJ>())) << std::endl;

	// 绑定函数E: 绑定对象的公有成员方法
	// 注意细节: 4, 6 这2个参数并没有使用
	auto fun_bind_E = std::bind(&BIND_OBJ::mpu_fun_Show, &class_BindObj, 1, std::placeholders::_2, 3);
	std::wcout << fun_bind_E(4, 5, 6) << std::endl;

	std::cin.get();

	return 0;
}

[代码说明]
1. 绑定函数A: 参数位置调整
使用std::bind绑定fun_Show()函数, 将第1个参数绑定为std::placeholders::_2, 第2个参数绑定为std::placeholders::_1, 其余参数固定为3、4、5. 调用fun_bind_A(1, 2)时, 实际上是将1传递给第2个参数, 2传递给第1个参数, 输出结果为"2 1 3 4 5". 这展示了std::bind调整参数顺序的灵活性.

2. 绑定函数B: 选择性绑定与占位符复用
在fun_bind_B中, 前3个参数固定为3、4、5, 而第4和第5个参数都绑定到std::placeholders::_3. 调用fun_bind_B(1, 2, 6)时, 只使用了第3个传入参数6, 输出为"3 4 5 6 6". 这表明占位符可以重复使用, 但未使用的参数(1和2)会被忽略.

3. 绑定函数C: 嵌套绑定
fun_bind_C将fun_Test_Other()函数嵌套绑定到fun_Show的第2个参数. 调用时, fun_Test_Other(1)返回6, 并与_2的2一起传递给fun_Show()函数, 输出为"2 6 3 4 5". 这展示了std::bind支持嵌套生成更复杂的函数对象.

4. 绑定函数D: 绑定成员变量
fun_bind_D绑定了BIND_OBJ类的公有成员变量mpu_int_Data. 通过占位符_1, 可以传入对象或智能指针, 输出均为"10". 这表明std::bind不仅限于函数, 还能操作类的成员.

5. 绑定函数E: 绑定成员函数
fun_bind_E绑定了BIND_OBJ的成员函数mpu_fun_Show(), 使用对象的地址&class_BindObj, 并固定第1和第3个参数为1和3, 第2个参数使用_2. 调用时传入5, 输出为"1 5 3". 这展示了std::bind对成员函数的支持.

[总结]
std::bind是现代C++中一个功能强大且灵活的工具, 它通过参数绑定和占位符机制, 实现了函数调用的动态调整和复用.

* 参数绑定与位置调整: 使用占位符重新排列参数顺序, 适配不同调用需求.
* 选择性绑定: 只绑定部分参数, 保留其他参数的动态性.
* 嵌套绑定: 将多个函数组合, 生成复杂逻辑的可调用对象.
* 对象支持: 绑定类的成员变量和成员函数, 增强面向对象编程的灵活性.

实际开发中, std::bind特别适用于需要生成回调函数、事件处理器或适配现有接口的场景. 尽管C++11引入了lambda表达式作为替代品, std::bind依然因其简洁和直观的语法在特定情况下具有独特优势.