c++ - 如何通过引用将函数绑定(bind)到对象？

Question

我有以下代码将成员函数绑定(bind)到类的实例:

class Foo {
public:
    int i;
    void test() {
        std::cout << i << std::endl;
    }
};

int main() {
    Foo f;
    f.i = 100;
    auto func = std::bind(&Foo::test, std::forward<Foo>(f));
    f.i = 1000;
    func();
}

但是 std::bind 语句并没有通过引用绑定(bind)到 f。调用 func 打印“100”而不是“1000”，这是我想要的。

但是，如果我将语句更改为采用指针，它就可以工作。

auto func = std::bind(&Foo::test, &f);

但是根据我的理解，这是通过指针传递 f 的，并且我认为 std::bind 需要一个 r 值引用 Arg&& (如图 here )这是怎么工作的？

有人可以解释一下吗？

Answer 1

使用std::forward的注意事项

首先，std::forward 用于perfect forwarding ，即转发引用类型(左值或右值)。​​

如果您将 l-value 引用传递给 std::forward，则返回的是什么，同样如果 r-value传递引用，然后返回一个 r 值。这与总是返回 r 值引用的 std::move 不同。还要记住命名右值引用是左值引用。

/* Function that takes r-value reference. */
void func(my_type&& t) {
    // 't' is named and thus is an l-value reference here.

    // Pass 't' as lvalue reference.
    some_other_func(t);
    // Pass 't' as rvalue reference (forwards rvalueness).
    some_other_func(std::forward<my_type>(t));
    // 'std::move' should be used instead as we know 't' is always an rvalue.
    // e.g. some_other_func(std::move(t));
}

你也不应该在之后需要访问某些状态的对象上使用 std::forward 或 std::move。被移出的对象被置于未指定但有效的状态，这基本上意味着你不能对它们做任何事情，除了销毁或重新分配一个状态给它们。

通过引用传递的参数 std::bind?

std::bind 函数将始终复制或移动其参数。我无法从标准中找到合适的引文，但 en.cppreference.com says :

"The arguments to bind are copied or moved, and are never passed by reference unless wrapped in std::ref or std::cref."

这意味着如果你将参数作为左值引用传递，那么它是复制构造的，如果你将它作为右值引用传递，那么它就是移动构造。无论哪种方式，参数都将永远作为引用传递。

为了避免这种情况，您可以例如使用 std::ref作为可复制的引用包装器，它将在内部保留对调用站点变量的引用。

auto func = std::bind(&Foo::test, std::ref(f));

或者你可以按照你的建议简单地传递一个指向 f 的指针。

auto func = std::bind(&Foo::test, &f);

然后发生的事情是，std::bind 将对在 f 上调用 address-of 运算符返回的临时指针进行 r 值引用。这个指针将被复制(因为指针不能被移动)到从std::bind返回的绑定(bind)包装对象中。即使复制了指针本身，它仍然会指向调用站点的对象，并且您将获得所需的引用语义。

或者使用 lambda 通过引用捕获 f 并调用函数 Foo::test。恕我直言，这是推荐的方法，因为 lambda 在一般情况下比 std::bind 表达式更通用和强大。

Foo f;
f.i = 100;
auto func = [&f] { f.test(); };
f.i = 1000;
func(); // 1000

注意:有关何时使用 std::forward 的详细说明，请参阅 this excellent video by Scott Meyers .