使用 std::bind 的功能组合答案

【问题标题】：Functional composition with std::bind使用 std::bind 的功能组合
【发布时间】：2020-08-28 05:07:02
【问题描述】：

我正在阅读Nicolai Josuttis关于 C++11 STL 的精美书籍的第二版。

我找到了以下代码：

#include <functional>
#include <iostream>

int main()
{
   auto plus10 = std::bind(std::plus<int>(),
      std::placeholders::_1,
      10);
   std::cout << "+10:    " << plus10(7) << std::endl;

   auto plus10times2 = std::bind(std::multiplies<int>(),
      std::bind(std::plus<int>(),
         std::placeholders::_1,
         10),
      2);
   // ...
}

我无法理解绑定对象“plus10times2”的工作原理。它不应该绑定到 int 参数吗？

它如何绑定另一个绑定对象？调用plus10times2 的调用操作符时如何工作（例如plus10times2(7)）？

【问题讨论】：

标签： c++ function c++11 stdbind callable-object

【解决方案1】：

它被称为nested binding (i.e. std::bind)。一个std::bind 调用有一个或多个std::binds。

在这种情况下，它的工作原理如下：

首先，调用嵌套的std::bind 表达式，意思是这个

std::bind(std::plus<int>(), std::placeholders::_1, 10)

将第一个参数传递给plus10times2，并传递给外部参数：即

std::bind(std::multiplies<int>(), /* result of nested bind */, 2);

由于嵌套的绑定表达式（即内部的std::bind(std::plus<int>() ...）返回一个integer，而外部的绑定表达式（即std::bind(std::multiplies<int>()...）在那个地方期望一个intger，它工作得很好。

更多阅读：Nested bind expressions

话虽如此，从 C++11 开始，我们还有 lambda function。在 lambda 调用中将嵌套的绑定表达式写入 equalent 可能会清除问题：

const auto plus10_lmda = [](int arg) { return std::plus{}(arg, 10); };
const auto plus10times2_lmda = [](auto callblePlus, int innerArg) { return std::multiplies{}(callblePlus(innerArg), 2); };
std::cout << plus10times2_lmda(plus10_lmda, 7);   // prints 34

或完全嵌套并立即调用内部 lambda

const auto plus10times2_lmda = [](int innerArg) { 
   return std::multiplies{}(
      [](int arg) { return std::plus{}(arg, 10); }(innerArg) // invoke the inner one immediately
      , 2); 
};
std::cout << plus10times2_lmda(7);  // prints 34

【讨论】：

对于嵌套绑定表达式 std::bind(std::plus(), std::placeholders::_1, 10) ，它是返回整数的 CALL 运算符，但是谁叫它？ std;;bind 不只是从参数中复制构造其绑定参数吗？

【解决方案2】：

下面是来自 cppreference.com 的关于 std::bind 的摘录：

“给定一个从较早的 bind 调用中获得的对象 g，当它在函数调用表达式 g(u1, u2, ... uM) 中调用时，会发生对存储对象的调用，就像通过 std ::invoke(fd, std::forward(v1), std::forward(v2), ..., std::forward(vN))，其中 fd 是 std::decay_t 类型的值值和类型绑定参数 v1、v2、...、vN 的确定如下所示。

...

如果存储的参数 arg 是类型 T 且 std::is_bind_expression::value == true （例如，另一个绑定表达式直接传递到对 bind 的初始调用中），则 bind 执行函数组合：而不是传递绑定子表达式将返回的函数对象，立即调用子表达式，并将其返回值传递给外部可调用对象。如果绑定子表达式有任何占位符参数，它们将与外部绑定共享（从 u1、u2、...中挑选出来）。具体来说，上述 std::invoke 调用中的参数 vn 是 arg(std::forward(uj)...) ，同一调用中的类型 Vn 是 std::result_of_t&&（cv限定和g一样）。”

因此，关键方面是我传递了一个参数 std::is_bind_expression<T>::value == true，并修改了“正常”的 std::bind 行为

【讨论】：