前言
最近想起半年前鸽下来的haskell，重温了一下忘得精光的语法，读了几个示例程序，挺带感的，于是函数式编程的草就种得更深了。又去google了一下c++与fp，找到了一份，然后被带到c++20的ranges library，对即将发布的c++20满怀憧憬。此时，我猛然间意识到，看别人做，觉得自己也能做好，在游戏界叫云玩家，在编程界就叫云程序员啊！
不行，得找点事干。想起同样被我鸽了很久的系列，刚好与函数式编程搭点边，就动笔写吧！这就是c/c++开发分享std::bind接口与实现的来历。
找来gcc 8.1.0的标准库，在<functional>中找到了std::bind的实现。花了好长时间终于读懂了，原来std::bind的原理一点都不复杂。此外，std::bind的实现依赖于std::tuple，c/c++开发分享std::bind接口与实现理应从后者开始讲起，但是又看了看<tuple>的长度和难度，写std::tuple未免喧宾夺主了。所以，c/c++开发分享std::bind接口与实现将聚焦于std::bind的实现，其他标准库组件就当现成的来用了。
接口
你能点开这篇文章，说明你一定明白std::bind是干什么用的，以及应该怎么用，我就不赘述了。简而言之，std::bind用于给一个可调用对象绑定参数。可调用对象包括函数对象（仿函数）、函数指针、函数引用、成员函数指针和数据成员指针。绑定的参数可以是实际的参数，也可以是std::placeholders::_1等占位符。std::bind返回一个函数对象，称为“bind表达式”，它被调用时，先前绑定的可调用对象被调用，参数为在std::bind中绑定的参数，占位符用调用函数对象时传入的参数替换，_1表示第一个参数，从1开始计数。调用时多余的参数会被求值然后忽略。
很抽象吧？看个例子：
#include <functional> using namespace std::placeholders; void f(int a, int b, int c, int d) { } int main() { auto g = std::bind(f, 42, _2, _1, 233); g(404, 10086, 114514); }
这相当于调用f(42, 10086, 404, 233);。
我终究还是赘述了，那就让赘述有点意义吧。明确两个概念：绑定参数，指调用std::bind时传入的除第一个可调用对象以外的参数；调用参数，指调用std::bind返回的函数对象时传入的参数。
有三个你可能不知道的细节：
-
调用可调用对象时，绑定参数被
std::move，调用参数被std::forward，你得根据可调用对象的行为来判断std::bind返回的函数对象是否可以多次调用。 -
绑定参数可以是bind表达式，占位符被替换为外层的调用参数，相当于用调用参数来调用这个bind表达式，求值后用来调用外层bind表达式——我是在读源码读到一半一脸懵逼的时候才知道这件事的。这与可调用对象被
std::bind以后可以再std::bind并不冲突，因为bind表达式一个是作为绑定参数，另一个是作为可调用对象。 -
std::bind有个重载，可以用模板参数指定bind表达式的operator()的返回类型。
下面的程序演示了后两个功能：
#include <iostream> #include <functional> using namespace std::placeholders; class a { public: a(int i) : i(i) { } friend std::ostream& operator<<(std::ostream&, const a&); private: int i; }; std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const a& a) { os << "a: " << a.i; return os; } int main() { auto f = std::bind<a>(std::plus<int>(), 1, std::bind(std::multiplies<int>(), 2, _1)); std::cout << f(3) << std::endl; }
程序输出a: 7。
还有两个type traits：std::is_bind_expression，对std::bind的返回类型其value为true；std::is_placeholder，对std::placeholders::_1的类型其value为1，以此类推。
实现
终于步入正题了。std::bind的实现原理并不复杂，但是标准库要考虑各种奇葩情况，比如volatile和可变参数（如std::printf，而非变参模板）等，代码就变长了很多（典型的有）。
为了讲解与理解的方便，我把std::bind的实现分成5个层次：
-
工具：
is_bind_expression、is_placeholder、namespace std::placeholders、_safe_tuple_element_t和__volget，前两个用于模板偏特化； -
_mu：4种情况，分类讨论； -
_bind：_bind和_bind_result，std::bind的返回类型； -
辅助：
_bind_check_arity、__is_socketlike、_bind_helper和_bindres_helper； -
std::bind本尊。
总体上，_bind保存可调用对象和绑定参数，_mu把绑定参数转换为实际参数。
工具
/** * @brief determines if the given type _tp is a function object that * should be treated as a subexpression when evaluating calls to * function objects returned by bind(). * * c++11 [func.bind.isbind]. * @ingroup binders */ template<typename _tp> struct is_bind_expression : public false_type { }; /** * @brief class template _bind is always a bind expression. * @ingroup binders */ template<typename _signature> struct is_bind_expression<_bind<_signature> > : public true_type { }; /** * @brief class template _bind is always a bind expression. * @ingroup binders */ template<typename _signature> struct is_bind_expression<const _bind<_signature> > : public true_type { }; /** * @brief class template _bind is always a bind expression. * @ingroup binders */ template<typename _signature> struct is_bind_expression<volatile _bind<_signature> > : public true_type { }; /** * @brief class template _bind is always a bind expression. * @ingroup binders */ template<typename _signature> struct is_bind_expression<const volatile _bind<_signature>> : public true_type { }; /** * @brief class template _bind_result is always a bind expression. * @ingroup binders */ template<typename _result, typename _signature> struct is_bind_expression<_bind_result<_result, _signature>> : public true_type { }; /** * @brief class template _bind_result is always a bind expression. * @ingroup binders */ template<typename _result, typename _signature> struct is_bind_expression<const _bind_result<_result, _signature>> : public true_type { }; /** * @brief class template _bind_result is always a bind expression. * @ingroup binders */ template<typename _result, typename _signature> struct is_bind_expression<volatile _bind_result<_result, _signature>> : public true_type { }; /** * @brief class template _bind_result is always a bind expression. * @ingroup binders */ template<typename _result, typename _signature> struct is_bind_expression<const volatile _bind_result<_result, _signature>> : public true_type { }; /** @brief the type of placeholder objects defined by libstdc++. * @ingroup binders */ template<int _num> struct _placeholder { }; /** @namespace std::placeholders * @brief iso c++11 entities sub-namespace for functional. * @ingroup binders */ namespace placeholders { /* define a large number of placeholders. there is no way to * simplify this with variadic templates, because we're introducing * unique names for each. */ extern const _placeholder<1> _1; extern const _placeholder<2> _2; extern const _placeholder<3> _3; extern const _placeholder<4> _4; extern const _placeholder<5> _5; extern const _placeholder<6> _6; extern const _placeholder<7> _7; extern const _placeholder<8> _8; extern const _placeholder<9> _9; extern const _placeholder<10> _10; extern const _placeholder<11> _11; extern const _placeholder<12> _12; extern const _placeholder<13> _13; extern const _placeholder<14> _14; extern const _placeholder<15> _15; extern const _placeholder<16> _16; extern const _placeholder<17> _17; extern const _placeholder<18> _18; extern const _placeholder<19> _19; extern const _placeholder<20> _20; extern const _placeholder<21> _21; extern const _placeholder<22> _22; extern const _placeholder<23> _23; extern const _placeholder<24> _24; extern const _placeholder<25> _25; extern const _placeholder<26> _26; extern const _placeholder<27> _27; extern const _placeholder<28> _28; extern const _placeholder<29> _29; } /** * @brief determines if the given type _tp is a placeholder in a * bind() expression and, if so, which placeholder it is. * * c++11 [func.bind.isplace]. * @ingroup binders */ template<typename _tp> struct is_placeholder : public integral_constant<int, 0> { }; /** * partial specialization of is_placeholder that provides the placeholder * number for the placeholder objects defined by libstdc++. * @ingroup binders */ template<int _num> struct is_placeholder<_placeholder<_num> > : public integral_constant<int, _num> { }; template<int _num> struct is_placeholder<const _placeholder<_num> > : public integral_constant<int, _num> { }; #if __cplusplus > 201402l template <typename _tp> inline constexpr bool is_bind_expression_v = is_bind_expression<_tp>::value; template <typename _tp> inline constexpr int is_placeholder_v = is_placeholder<_tp>::value; #endif // c++17 // like tuple_element_t but sfinae-friendly. template<std::size_t __i, typename _tuple> using _safe_tuple_element_t = typename enable_if<(__i < tuple_size<_tuple>::value), tuple_element<__i, _tuple>>::type::type; // std::get<i> for volatile-qualified tuples template<std::size_t _ind, typename... _tp> inline auto __volget(volatile tuple<_tp...>& __tuple) -> __tuple_element_t<_ind, tuple<_tp...>> volatile& { return std::get<_ind>(const_cast<tuple<_tp...>&>(__tuple)); } // std::get<i> for const-volatile-qualified tuples template<std::size_t _ind, typename... _tp> inline auto __volget(const volatile tuple<_tp...>& __tuple) -> __tuple_element_t<_ind, tuple<_tp...>> const volatile& { return std::get<_ind>(const_cast<const tuple<_tp...>&>(__tuple)); }
这里好像没什么值得讲解的呢，注释都写得很清楚啦。
_mu
/** * maps an argument to bind() into an actual argument to the bound * function object [func.bind.bind]/10. only the first parameter should * be specified: the rest are used to determine among the various * implementations. note that, although this class is a function * object, it isn't entirely normal because it takes only two * parameters regardless of the number of parameters passed to the * bind expression. the first parameter is the bound argument and * the second parameter is a tuple containing references to the * rest of the arguments. */ template<typename _arg, bool _isbindexp = is_bind_expression<_arg>::value, bool _isplaceholder = (is_placeholder<_arg>::value > 0)> class _mu; /** * if the argument is reference_wrapper<_tp>, returns the * underlying reference. * c++11 [func.bind.bind] p10 bullet 1. */ template<typename _tp> class _mu<reference_wrapper<_tp>, false, false> { public: /* note: this won't actually work for const volatile * reference_wrappers, because reference_wrapper::get() is const * but not volatile-qualified. this might be a defect in the tr. */ template<typename _cvref, typename _tuple> _tp& operator()(_cvref& __arg, _tuple&) const volatile { return __arg.get(); } }; /** * if the argument is a bind expression, we invoke the underlying * function object with the same cv-qualifiers as we are given and * pass along all of our arguments (unwrapped). * c++11 [func.bind.bind] p10 bullet 2. */ template<typename _arg> class _mu<_arg, true, false> { public: template<typename _cvarg, typename... _args> auto operator()(_cvarg& __arg, tuple<_args...>& __tuple) const volatile -> decltype(__arg(declval<_args>()...)) { // construct an index tuple and forward to __call typedef typename _build_index_tuple<sizeof...(_args)>::__type _indexes; return this->__call(__arg, __tuple, _indexes()); } private: // invokes the underlying function object __arg by unpacking all // of the arguments in the tuple. template<typename _cvarg, typename... _args, std::size_t... _indexes> auto __call(_cvarg& __arg, tuple<_args...>& __tuple, const _index_tuple<_indexes...>&) const volatile -> decltype(__arg(declval<_args>()...)) { return __arg(std::get<_indexes>(std::move(__tuple))...); } }; /** * if the argument is a placeholder for the nth argument, returns * a reference to the nth argument to the bind function object. * c++11 [func.bind.bind] p10 bullet 3. */ template<typename _arg> class _mu<_arg, false, true> { public: template<typename _tuple> _safe_tuple_element_t<(is_placeholder<_arg>::value - 1), _tuple>&& operator()(const volatile _arg&, _tuple& __tuple) const volatile { return ::std::get<(is_placeholder<_arg>::value - 1)>(std::move(__tuple)); } }; /** * if the argument is just a value, returns a reference to that * value. the cv-qualifiers on the reference are determined by the caller. * c++11 [func.bind.bind] p10 bullet 4. */ template<typename _arg> class _mu<_arg, false, false> { public: template<typename _cvarg, typename _tuple> _cvarg&& operator()(_cvarg&& __arg, _tuple&) const volatile { return std::forward<_cvarg>(__arg); } };
_mu类模板用于转换绑定参数，该调用的调用，该替换的替换。_mu其实只起到函数模板的作用，但是函数模板不能偏特化，就只能写成类了。因此，_mu只有默认的构造函数，实例都是当即使用的（_mu<t>()(...)）。
_mu有三个参数：_arg是一个绑定参数的类型；_isbindexp指示它是否是bind表达式，之前提到这里的bind表达式需要求值后才能使用，这是一种特殊情况；_isplaceholder指示它是否是一个占位符，占位符需要替换，这也是一种特殊情况。后两个参数用于偏特化，别处使用时只写第一个参数。
_mu<t>::operator()有统一的接口：第一个参数是_cvarg类型的，满足typename std::decay<_cvarg>::type等于_arg，&&是通用引用，虽然_cvarg的类型是可以穷举的，但是写成模板就把左值、右值、const、volatile等情况一并处理掉了；第二个参数是_tuple类型，是调用参数转发组成的std::tuple。
至于operator()要做什么工作，就要分情况讨论了：
-
第一种情况，当
_arg匹配到reference_wrapper<_tp>时，operator()要做的仅仅是把reference_wrapper包装的引用拿出来。 -
第二种情况，
_arg是bind表达式，把std::tuple展开后给它调用。展开过程挺有意思的。假设
sizeof...(_args) == 3，类型_indexes就是_index_tuple<0, 1, 2>（这可以用模板元编程来实现），__call的模板参数_indexes是0, 1, 2，对__arg的调用展开为：__arg(std::get<0>(std::move(__tuple)), std::get<1>(std::move(__tuple)), std::get<2>(std::move(__tuple)))，3个参数的类型分别是（std::decay后）_tuple的第0、1、2个模板参数，刚好就是调用参数的类型，与接口相符。注意
_arg是_bind或_bind_result的一个实例，这里只是去调用bind表达式，没有深入到里面的嵌套bind表达式和占位符替换（禁止套娃）。 -
第三种情况，
_arg是占位符，就返回调用参数中对应的那个。占位符从1开始编号，std::tuple从0开始编号，所以要减去1。当占位符超过调用参数数量时，比如绑定参数有_3而调用参数只有2个，std::get会报错（但是我没理解_safe_tuple_element_t的意义）。 -
第四种情况，
_arg啥都匹配不上，它就是一个普普通通的值，直接转发它即可。
_bind
/// type of the function object returned from bind(). template<typename _signature> struct _bind; template<typename _functor, typename... _bound_args> class _bind<_functor(_bound_args...)> : public _weak_result_type<_functor> { typedef typename _build_index_tuple<sizeof...(_bound_args)>::__type _bound_indexes; _functor _m_f; tuple<_bound_args...> _m_bound_args; // call unqualified template<typename _result, typename... _args, std::size_t... _indexes> _result __call(tuple<_args...>&& __args, _index_tuple<_indexes...>) { return std::__invoke(_m_f, _mu<_bound_args>()(std::get<_indexes>(_m_bound_args), __args)... ); } // call as const template<typename _result, typename... _args, std::size_t... _indexes> _result __call_c(tuple<_args...>&& __args, _index_tuple<_indexes...>) const { return std::__invoke(_m_f, _mu<_bound_args>()(std::get<_indexes>(_m_bound_args), __args)... ); } // call as volatile template<typename _result, typename... _args, std::size_t... _indexes> _result __call_v(tuple<_args...>&& __args, _index_tuple<_indexes...>) volatile { return std::__invoke(_m_f, _mu<_bound_args>()(__volget<_indexes>(_m_bound_args), __args)... ); } // call as const volatile template<typename _result, typename... _args, std::size_t... _indexes> _result __call_c_v(tuple<_args...>&& __args, _index_tuple<_indexes...>) const volatile { return std::__invoke(_m_f, _mu<_bound_args>()(__volget<_indexes>(_m_bound_args), __args)... ); } template<typename _boundarg, typename _callargs> using _mu_type = decltype( _mu<typename remove_cv<_boundarg>::type>()( std::declval<_boundarg&>(), std::declval<_callargs&>()) ); template<typename _fn, typename _callargs, typename... _bargs> using _res_type_impl = typename result_of< _fn&(_mu_type<_bargs, _callargs>&&...) >::type; template<typename _callargs> using _res_type = _res_type_impl<_functor, _callargs, _bound_args...>; template<typename _callargs> using __dependent = typename enable_if<bool(tuple_size<_callargs>::value+1), _functor>::type; template<typename _callargs, template<class> class __cv_quals> using _res_type_cv = _res_type_impl< typename __cv_quals<__dependent<_callargs>>::type, _callargs, typename __cv_quals<_bound_args>::type...>; public: template<typename... _args> explicit _bind(const _functor& __f, _args&&... __args) : _m_f(__f), _m_bound_args(std::forward<_args>(__args)...) { } template<typename... _args> explicit _bind(_functor&& __f, _args&&... __args) : _m_f(std::move(__f)), _m_bound_args(std::forward<_args>(__args)...) { } _bind(const _bind&) = default; _bind(_bind&& __b) : _m_f(std::move(__b._m_f)), _m_bound_args(std::move(__b._m_bound_args)) { } // call unqualified template<typename... _args, typename _result = _res_type<tuple<_args...>>> _result operator()(_args&&... __args) { return this->__call<_result>( std::forward_as_tuple(std::forward<_args>(__args)...), _bound_indexes()); } // call as const template<typename... _args, typename _result = _res_type_cv<tuple<_args...>, add_const>> _result operator()(_args&&... __args) const { return this->__call_c<_result>( std::forward_as_tuple(std::forward<_args>(__args)...), _bound_indexes()); } #if __cplusplus > 201402l # define _glibcxx_depr_bind [[deprecated("std::bind does not support volatile in c++17")]] #else # define _glibcxx_depr_bind #endif // call as volatile template<typename... _args, typename _result = _res_type_cv<tuple<_args...>, add_volatile>> _glibcxx_depr_bind _result operator()(_args&&... __args) volatile { return this->__call_v<_result>( std::forward_as_tuple(std::forward<_args>(__args)...), _bound_indexes()); } // call as const volatile template<typename... _args, typename _result = _res_type_cv<tuple<_args...>, add_cv>> _glibcxx_depr_bind _result operator()(_args&&... __args) const volatile { return this->__call_c_v<_result>( std::forward_as_tuple(std::forward<_args>(__args)...), _bound_indexes()); } }; /// type of the function object returned from bind<r>(). template<typename _result, typename _signature> struct _bind_result; template<typename _result, typename _functor, typename... _bound_args> class _bind_result<_result, _functor(_bound_args...)> { typedef typename _build_index_tuple<sizeof...(_bound_args)>::__type _bound_indexes; _functor _m_f; tuple<_bound_args...> _m_bound_args; // sfinae types template<typename _res> using __enable_if_void = typename enable_if<is_void<_res>{}>::type; template<typename _res> using __disable_if_void = typename enable_if<!is_void<_res>{}, _result>::type; // call unqualified template<typename _res, typename... _args, std::size_t... _indexes> __disable_if_void<_res> __call(tuple<_args...>&& __args, _index_tuple<_indexes...>) { return std::__invoke(_m_f, _mu<_bound_args>() (std::get<_indexes>(_m_bound_args), __args)...); } // call unqualified, return void template<typename _res, typename... _args, std::size_t... _indexes> __enable_if_void<_res> __call(tuple<_args...>&& __args, _index_tuple<_indexes...>) { std::__invoke(_m_f, _mu<_bound_args>() (std::get<_indexes>(_m_bound_args), __args)...); } // call as const template<typename _res, typename... _args, std::size_t... _indexes> __disable_if_void<_res> __call(tuple<_args...>&& __args, _index_tuple<_indexes...>) const { return std::__invoke(_m_f, _mu<_bound_args>() (std::get<_indexes>(_m_bound_args), __args)...); } // call as const, return void template<typename _res, typename... _args, std::size_t... _indexes> __enable_if_void<_res> __call(tuple<_args...>&& __args, _index_tuple<_indexes...>) const { std::__invoke(_m_f, _mu<_bound_args>() (std::get<_indexes>(_m_bound_args), __args)...); } // call as volatile template<typename _res, typename... _args, std::size_t... _indexes> __disable_if_void<_res> __call(tuple<_args...>&& __args, _index_tuple<_indexes...>) volatile { return std::__invoke(_m_f, _mu<_bound_args>() (__volget<_indexes>(_m_bound_args), __args)...); } // call as volatile, return void template<typename _res, typename... _args, std::size_t... _indexes> __enable_if_void<_res> __call(tuple<_args...>&& __args, _index_tuple<_indexes...>) volatile { std::__invoke(_m_f, _mu<_bound_args>() (__volget<_indexes>(_m_bound_args), __args)...); } // call as const volatile template<typename _res, typename... _args, std::size_t... _indexes> __disable_if_void<_res> __call(tuple<_args...>&& __args, _index_tuple<_indexes...>) const volatile { return std::__invoke(_m_f, _mu<_bound_args>() (__volget<_indexes>(_m_bound_args), __args)...); } // call as const volatile, return void template<typename _res, typename... _args, std::size_t... _indexes> __enable_if_void<_res> __call(tuple<_args...>&& __args, _index_tuple<_indexes...>) const volatile { std::__invoke(_m_f, _mu<_bound_args>() (__volget<_indexes>(_m_bound_args), __args)...); } public: typedef _result result_type; template<typename... _args> explicit _bind_result(const _functor& __f, _args&&... __args) : _m_f(__f), _m_bound_args(std::forward<_args>(__args)...) { } template<typename... _args> explicit _bind_result(_functor&& __f, _args&&... __args) : _m_f(std::move(__f)), _m_bound_args(std::forward<_args>(__args)...) { } _bind_result(const _bind_result&) = default; _bind_result(_bind_result&& __b) : _m_f(std::move(__b._m_f)), _m_bound_args(std::move(__b._m_bound_args)) { } // call unqualified template<typename... _args> result_type operator()(_args&&... __args) { return this->__call<_result>( std::forward_as_tuple(std::forward<_args>(__args)...), _bound_indexes()); } // call as const template<typename... _args> result_type operator()(_args&&... __args) const { return this->__call<_result>( std::forward_as_tuple(std::forward<_args>(__args)...), _bound_indexes()); } // call as volatile template<typename... _args> _glibcxx_depr_bind result_type operator()(_args&&... __args) volatile { return this->__call<_result>( std::forward_as_tuple(std::forward<_args>(__args)...), _bound_indexes()); } // call as const volatile template<typename... _args> _glibcxx_depr_bind result_type operator()(_args&&... __args) const volatile { return this->__call<_result>( std::forward_as_tuple(std::forward<_args>(__args)...), _bound_indexes()); } }; #undef _glibcxx_depr_bind
这一段就开始啰嗦了，但也没有办法，const加倍，volatile再加倍。有些地方还要考虑&、&&和noexcept，以至于不得不用宏来定义。还好c++只有这几个修饰符。
回到正题。_bind包含两个成员，可调用对象和绑定的参数，后者包在一个std::tuple中保存。构造函数把可调用对象拷贝或移动进来，绑定参数转发进来保存。_bind类支持拷贝和移动，行为都是默认的。
_bound_indexes与_mu<_arg, true, false>中的_indexes相同，__call中的调用也与_mu<_arg, true, false>::operator()类似，不过不是用括号调用，而是用std::invoke，这把函数对象和成员指针等不同调用格式统一了起来。
有或没有cv修饰符的__call和operator()大体上相同，无非是参数和返回类型有些许区别。为了方便表示这些大同小异的类型，_bind类中定义了一些工具：
-
_mu_type把绑定参数类型转换为实际参数类型； -
_res_type_impl定义返回类型，在不指定返回类型的std::bind中，返回类型是自动推导的； -
_res_type定义可调用对象没有加cv修饰符时的返回类型； -
_res_type_cv定义可调用对象加了cv修饰符时的返回类型。cv修饰符共有3种组合，_res_type_cv用模板参数__cv_quals来区分，模板里套模板，嗯，有内味了！我第一次见到这种操作时，跟当初学函数指针时一样激动——等等，__cv_quals不也是函数一样的东西作为参数吗？
定义好了这些类型，4种__call和operator()就很容易实现了，这在_mu的bind表达式的情况中已经分析过了。
_bind_result略有不同，既然返回类型已经规定好了，就不用各种定义了，但是又多出对void的讨论。在返回类型为void的函数中，你可以返回一个返回类型为void的表达式（但是不能直接return void;），但是你不能返回一个非void表达式，因此std::bind<void>是一种特殊情况，_bind_result对_result为void需要专门的处理。
__enable_if_void和__disable_if_void分别在_res是和不是void的时候有意义。每种__call函数都有两个，返回__disable_if_void<_res>的有return语句，另一个没有。对于特定的_result，两个函数中总是恰好有一个合法，根据sfinae，另一个被忽略，void的情况就是这么处理的。
辅助
template<typename _func, typename... _boundargs> struct _bind_check_arity { }; template<typename _ret, typename... _args, typename... _boundargs> struct _bind_check_arity<_ret (*)(_args...), _boundargs...> { static_assert(sizeof...(_boundargs) == sizeof...(_args), "wrong number of arguments for function"); }; template<typename _ret, typename... _args, typename... _boundargs> struct _bind_check_arity<_ret (*)(_args......), _boundargs...> { static_assert(sizeof...(_boundargs) >= sizeof...(_args), "wrong number of arguments for function"); }; template<typename _tp, typename _class, typename... _boundargs> struct _bind_check_arity<_tp _class::*, _boundargs...> { using _arity = typename _mem_fn<_tp _class::*>::_arity; using _varargs = typename _mem_fn<_tp _class::*>::_varargs; static_assert(_varargs::value ? sizeof...(_boundargs) >= _arity::value + 1 : sizeof...(_boundargs) == _arity::value + 1, "wrong number of arguments for pointer-to-member"); }; // trait type used to remove std::bind() from overload set via sfinae // when first argument has integer type, so that std::bind() will // not be a better match than ::bind() from the bsd sockets api. template<typename _tp, typename _tp2 = typename decay<_tp>::type> using __is_socketlike = __or_<is_integral<_tp2>, is_enum<_tp2>>; template<bool _socketlike, typename _func, typename... _boundargs> struct _bind_helper : _bind_check_arity<typename decay<_func>::type, _boundargs...> { typedef typename decay<_func>::type __func_type; typedef _bind<__func_type(typename decay<_boundargs>::type...)> type; }; // partial specialization for is_socketlike == true, does not define // nested type so std::bind() will not participate in overload resolution // when the first argument might be a socket file descriptor. template<typename _func, typename... _boundargs> struct _bind_helper<true, _func, _boundargs...> { }; template<typename _result, typename _func, typename... _boundargs> struct _bindres_helper : _bind_check_arity<typename decay<_func>::type, _boundargs...> { typedef typename decay<_func>::type __functor_type; typedef _bind_result<_result, __functor_type(typename decay<_boundargs>::type...)> type; };
_bind_check_arity检查参数数量：当可调用对象是函数或类成员时，可以检查绑定参数与可调用对象需要的参数是否匹配；如果函数是变参的，绑定参数数量得大于等于函数参数数量；如果是类成员，还要加上1作为this指针。_bind_helper继承_bind_check_arity，实例化时会检查参数数量，如果错误的话编译器会输出static_assert错误，这样比较好看。（你敢直面模板错误吗？）
__is_socketlike用于消除重载：bsd套接字api中有::bind函数，其第一个参数是整型或枚举，不可能是可调用对象。当_bind_helper的第一个模板参数为true时，类中没有定义type类型，根据sfinae，bind调用匹配到::bind。
bind
/** * @brief function template for std::bind. * @ingroup binders */ template<typename _func, typename... _boundargs> inline typename _bind_helper<__is_socketlike<_func>::value, _func, _boundargs...>::type bind(_func&& __f, _boundargs&&... __args) { typedef _bind_helper<false, _func, _boundargs...> __helper_type; return typename __helper_type::type(std::forward<_func>(__f), std::forward<_boundargs>(__args)...); } /** * @brief function template for std::bind<r>. * @ingroup binders */ template<typename _result, typename _func, typename... _boundargs> inline typename _bindres_helper<_result, _func, _boundargs...>::type bind(_func&& __f, _boundargs&&... __args) { typedef _bindres_helper<_result, _func, _boundargs...> __helper_type; return typename __helper_type::type(std::forward<_func>(__f), std::forward<_boundargs>(__args)...); }
把可调用对象转发进_bind或_bind_result并返回，这就是std::bind的工作。
展望
-
对c++的展望：lambda、
std::function、std::bind都是c++用以支持函数式范式的工具，而对数据的函数式处理，还需借由boost.range或在c++20中标准化的namespace std::ranges来完成。 -
对c/c++开发分享std::bind接口与实现的展望：
-
正如前言所述，
std::tuple的实现是std::bind的实现中的主体，我应该再开一篇来讲std::tuple的原理； -
对于一个想深入了解
std::bind的读者来说，带着他欣赏源码可能不如手把手写一遍来得有效。我实现过、扩展过，可惜c++模板学艺不精，眼下还不能把实现中的每个细节都讲明白。很巧的是就在刚才，学校里的老师问我要删减的论文，被删减的附录中就包括一个std::function的扩展，等有机会再写吧。
-
-
对我的展望：学模板、学fp。
本文来自网络收集，不代表计算机技术网立场，如涉及侵权请联系管理员删除。
ctvol管理联系方式QQ:251552304
本文章地址：https://www.ctvol.com/c-cdevelopment/599860.html