c++ std::function和std::bind怎么用_c++函数封装与绑定详解【C++11】

std::function 是统一可调用对象的类型安全容器，std::bind 用于预设参数生成新可调用体；二者配合实现延迟调用、参数适配与行为复用，现代 C++ 中优先用 lambda 替代 bind，仅在绑定成员函数或适配旧 API 时必要使用。

std::function 和 std::bind 是 C++11 引入的两个核心工具，用来统一和灵活地处理可调用对象（函数指针、成员函数、lambda、functor 等）。它们不是“替代函数”，而是“包装+延迟调用”的机制，让回调、策略、事件注册等场景更清晰、更类型安全。

std::function：统一的可调用对象容器

它是一个类模板，能存储、复制、调用任意符合特定签名的可调用对象。声明时需指定目标函数类型，比如 std::function 表示“接受两个 int、返回 int 的可调用体”。

常见用法：

• 接收 lambda（最常用）：
    std::function f = [](int x) { return x * 2; };
• 绑定普通函数：
    int add(int a, int b) { return a + b; }
    std::function g = add;
• 存成员函数（需配合对象或占位符）：
    struct Calc { int mul(int x) { return x * 10; } };
    Calc c;
    std::function h = std::bind(&Calc::mul, &c, std::placeholders::_1);
• 判空再调用（安全习惯）：
    if (f) f(5); // 避免未初始化调用崩溃

std::bind：预设参数，生成新可调用体

它把一个可调用对象和部分实参“绑”在一起，返回一个新的可调用对象（类型是未公开的 binder 类型），常用于适配接口或延迟求值。关键靠 std::placeholders::_1、_2 等表示未来传入的位置参数。

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• 固定前几个参数：
    auto f1 = std::bind(add, 10, std::placeholders::_1); // f1(x) → add(10, x)
• 调整参数顺序：
    auto f2 = std::bind(add, std::placeholders::_2, std::placeholders::_1); // f2(a,b) → add(b,a)
• 绑定成员函数（带 this 和参数）：
    std::function task = std::bind(&Calc::mul, &c, 5); // 调用时无参数，直接算 c.mul(5)
• 忽略某些参数（用 _1 占位但不传）：
    auto log = std::bind(printf, "[LOG] %s\n", std::placeholders::_1);
    log("started"); // 输出 [LOG] started

function + bind 组合：解耦与复用的关键

单独用 bind 返回类型不可名状，不方便存储或传参；而 function 正好可以接住 bind 的结果，实现“一次绑定、多次调用、随处传递”。

例如封装一个通用的重试逻辑：

• auto retry_once = std::bind([](auto&& f) {
      if (!f()) f(); // 失败就再试一次
  }, std::placeholders::_1);
• std::function network_call = []{ return rand() % 2; };
  std::function safe_call = std::bind(retry_once, network_call);
  safe_call(); // 自动重试

现代替代建议：优先用 lambda，bind 仅当必要

C++11 之后，多数 bind 场景可用 lambda 更直观地表达：

• 代替 std::bind(f, _1, 5) → [&](auto x){ return f(x, 5); }
• 避免 bind 的类型擦除开销和可读性问题（尤其嵌套 bind）
• bind 仍有价值：绑定成员函数指针 + 对象指针（无需捕获）、与 legacy API 配合（如 std::thread 构造函数要求可调用对象，bind 可提前固化 this）

基本上就这些。不用死记语法，记住核心：function 是“盒子”，bind 是“预装操作”，两者配合，让函数行为像数据一样自由流转。