【Example】C++ 回调函数及 std::function 与 std::bind
回调函数是做为参数传递的一种函数，在早期C样式编程当中，回调函数必须依赖函数指针来实现。
而后的C++语言当中，又引入了 std::function 与 std::bind 来配合进行回调函数实现。
标准库中有大量函数应用到了回调函数，其中 std::sort 就是一个经典例子。
一，回调函数
回调函数的创建步骤大概为：
1，声明一个函数指针类型。
2，拟写使用回调函数的函数，将函数指针类型及变量名声明作为参数传递。
3，拟写符合函数指针类型的实现函数，将实现函数的指针作为参数传递给使用它的函数。
下面演示了一个最简单的回调函数定义及使用：
typedef int (*Calc)(int a, int b); int CalcValue(int a, int b, const Calc &func) { return func(a, b); } int Add(int a, int b) { return a + b; } int main() { int a = 4; int b = 6; int c = CalcValue(a, b, Add); std::cout << "Value: " << c << std::endl; return EXIT_SUCCESS; }
可以看到，我们通过语法：
typedef int (*Calc)(int a, int b);
来定义了回调函数的指针类型，包括返回值类型、(*类型名)函数指针、参数表。
继而又定义并且实现了回调函数的使用者函数：
int CalcValue(int a, int b, const Calc &func) { return func(a, b); }
再去定义并实现符合函数指针类型的实现函数：
int Add(int a, int b) { return a + b; }
必须要注意的是，实现函数的类型必须要和函数指针的类型声明一致，也就是返回值和参数表（个数、类型）要完全一致。
这样就完成了一个简单且最基本的回调函数。
那么，回调函数是什么情况下使用的呢？
举个最经典的例子就是 std::sort，当你需要给一个存储有自定义结构体的 vector 进行排序时，编译器是无法知道如何对自定义结构体进行排序的。
这时候就需要实现一个回调函数来告诉编译器如何排序：
typedef struct DataPool { int value = 0; int date = 0; struct DataPool(int v, int d) : value(v), date(d) {}; }DataPool; bool SortCallBack(const DataPool &a, const DataPool& b) { return a.value < b.value; }; int main() { vector<DataPool> vec; vec.push_back(DataPool(2, 1)); vec.push_back(DataPool(5, 2)); vec.push_back(DataPool(1, 3)); std::sort(vec.begin(), vec.end(), SortCallBack);
return EXIT_SUCCESS; }
这样，就相当于自定义了 struct 的排序规则，自然编译器也可以使用 std::sort 对自定义 struct 进行排序操作。
二、std::function 与 std::bind
上面演示了最简单的回调函数创建及使用，然而，上面的代码却出现了一个局限性，就是如果需要去回调一个类成员函数，函数指针则无法指向类成员函数。
在基本C样式面向过程编程当中，这种局限性并不那么明显甚至可以说不存在。但是到了C++当中，这种弊端就显而易见了，解决方式便是使用 std::function 与 std::bind 互相配合。
它们的头文件是 #include <functional>。
std::function
std::function 是一个模板类。作用是对C++中的可调用对象进行包装，例如普通函数、成员函数、模板函数、静态函数、lambda表达式等。
它的最基本的作用是，简化调用的复杂程度，统一调用的方式。如果代码中混杂着大量普通函数、模板函数、lambda，使用 std::function 是非常有必要的。
语法是：
【伪代码】std::function<returnType(argType, argType，...)> func;
【常规情况】std::function<int(int, int)> func;
可以看到，这个模板类当中对类型的声明方式是 < 返回值类型 ( 参数类型1, 参数类型2, ...) >。
你几乎可以拿它包装任何可调用对象，只需简单粗暴的将可调用对象作为右值赋值给它：
bool CompareInt(int a, int b) { return a > b; } std::function<bool(int, int)> compareFunc = CompareInt;
那么如何使用它来调用类成员函数呢？这时就需要用到经常与 std::function 配合使用的 std::bind。
std::bind
它是一个基于模板的函数，顾明思意它的作用是绑定并返回一个 std::function 对象。
那么什么是“绑定”？它本身作为延迟计算的思想的一种实现，作为一个调用过程当中的转发者而存在，返回一个 std::function 对象。
它与 std::function 不同的是，function 是模板类，bind 是模板函数，而 bind 返回的可调用对象可以直接给 function 进行包装并保存。
为什么要进行“包装”与“转发”呢？
首先，不规范的解释是，function 的作用是包装，它可以包装类成员函数，但却无法生成类成员函数的可调用对象。而 std::bind 则是可以生成。
因此，function 与 bind 结合后，便成为了 C++ 中类成员函数作为回调函数的一种规范的实现方式。
std::bind 的语法是：
int Add(int a, int b) { return a + b; } /* --- 普通函数 --- */ 【伪代码】std::bind(&funcName, std::placeholders::_1, ...); 【常规情况】std::bind(&Add, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2); /* --- 类成员函数 --- */ 【伪代码】std::bind(&className::funcName, classPtr, std::placeholders::_1, ...); 【常规情况】std::bind(&BrainToolBox::Add, brain, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
当用作普通函数的绑定时，第一个参数是可调用对象(普通函数、lambda等)，而第二个参数开始对应可调用对象的参数表。
std::placeholders::_1 代表可调用对象的第一个参数，_2就代表第二个参数，依此类推。
当用作类成员函数的绑定时，第一个参数仍然是作为类成员的可调用对象引用，第二个参数则是对象的指针，而第三个参数开始对应可调用对象的参数表。
同样使用 std::placeholders::_* 依次向后推。
所以，与 std::function 相结合，便可以实现对类成员函数的调用：
class BrainToolBox { public: int Add(int a, int b) { return a + b; }; }; int main() { int a = 4; int b = 6; std::shared_ptr<BrainToolBox> brain = std::make_shared<BrainToolBox>(); std::function<int(int, int)> addFunc = std::bind(&BrainToolBox::Add, brain, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
int c = addFunc(a, b); std::cout << "c Value: " << c << std::endl; return EXIT_SUCCESS; }
对 std::bind 的额外注解：
1，调用指向非静态成员函数指针或指向非静态数据成员指针时，首参数必须是引用或指针（可以包含智能指针，如 std::shared_ptr 与 std::unique_ptr），指向将访问其成员的对象。
2，到 bind 的参数被复制或移动，而且决不按引用传递，除非包装于 std::ref 或 std::cref 。
3，允许同一 bind 表达式中的多重占位符（例如多个
_1），但结果仅若对应参数（u1）是左值或不可移动右值才良好定义。--- CPP Reference
