C++ 绑定返回类型模板参数

Question

我有以下代码：

#include <functional>

template <typename T>
class TD;   // For displaying type

void f(int, int, int) {  }

int main() {
    auto g = std::bind(f, std::placeholders::_1, 2, 2);
    TD<decltype(g)> td1;
    return 0;
}

在这段代码中，TD 是一个模板技巧，用于显示通过 decltype 传递的模板参数。

编译器的输出如下（在C++14模式下编译）：

prog.cpp: In function 'int main()':
prog.cpp:10:18: error: aggregate 'TD<std::_Bind<void (*(std::_Placeholder<1>, int, int))(int, int, int)> > td1' has incomplete type and cannot be defined
  TD<decltype(g)> td1;
                  ^

嗯，不完整的类型错误当然除外。但是让我对这个错误消息感到好奇的是std::_Bind<void (*(std::_Placeholder<1>, int, int))(int, int, int)>。我可以理解std::_Bind 是一个代理类，它定义了operator() 并使我们的目的成为可能。但它的模板参数void (*(std::_Placeholder<1>, int, int))(int, int, int) 让我惊叹！我应该如何解释它？它在用户域代码中有什么用处吗？如何使用此声明创建自己的类？

Answer 1

void (*(std::_Placeholder<1>, int, int))(int, int, int)

这声明了一个未命名的函数，它接受三个参数（std::_Placeholder<1>、int 和 int）并返回一个指向函数的指针，该函数接受三个 ints 并返回 void。

让我们稍微简化一下。首先考虑一个简单的函数声明：

void f(int)

现在，在（函数或模板的）参数声明中，您可以省略名称并得到 ​​p>

void (int) 

如果在函数声明的参数列表中使用，它将等效于函数指针void(*)(int)。

返回函数指针的函数声明如下：

void (*f(int))(int);
//   ^       ^         <- this pair of parentheses changes
//                        the order in which the declaration is parsed.
//                        Without it, the return type would be `void*`
//                        and you'd get a syntax error

现在您可以删除名称 f 并且您基本上得到了您所询问的相同内容。

它的用途？显然它在实现std::bind 时很有用:) 我现在想不出其他任何东西......

Answer 2

C++11 标志着 function 的出现，这使得定义函数指针变得更加容易：

std::function 的实例可以存储、复制和调用任何 Callable 目标——函数、lambda 表达式、绑定表达式或其他函数对象，以及指向成员函数的指针和指向数据成员的指针。

例如，假设您需要在其中一个函数中接收指向string foo(int param) { return to_string(param); } 的函数指针。在 C++11 之前，您的函数需要如下所示：

void bar(string (*func)(int)) { cout << func(13) << endl; }

让我们更进一步，假设您想将foo 扩展为：string foo2(int lhs, int rhs) { return to_string(lhs + rhs); }。但现在你想把它塞回bar。这样做bar(bind(&foo2, placeholders::_1, 42)); 会给你这样的错误：

无法转换 'std::_Bind_helper (*)(int, int), const std::_Placeholder&, int>::type {aka std::_Bind (*(std::_Placeholder , int))(int, int)>}' 到 'std::string (*)(int) {aka std::basic_string (*)(int)}' 用于参数 '1' 到 'void bar(std: :string (*)(int))'

您可以通过创建一个采用特定于实现的参数的函数来解决此错误，例如：void bar2(_Bind<string (*(_Placeholder<1>, int))(int, int)> func) { cout << func(13) << endl; }，它可以成功地调用为：bar2(bind(&foo2, placeholders::_1, 42));。这是特定于实现的原因是类型：_Bind 和 _Placeholder 是非标准的。其实bind的返回是：

一个未指定类型T的函数对象

这将我们带到function。如果您还没有被函数指针的语法限制关闭，您需要使用function 参数来接受由bind 创建的对象。让我们使用function 创建一个新的bar：

void bar3(function<string(int)> func) { cout << func(13) << endl; }

这能够接受传统的函数指针和bind 函子。此外，它可以处理 lambda，因此您可以这样做：bar3([](int param) { return to_string(param); });

我创建了一个live example，因此您可以尝试一下，希望function 对象的好处是显而易见的。