c++11特性与cocos2d-x 3.0之std::bind与std::function

c++11特性与cocos2d-x 3.0之std::bind与std::function

昨天同事让帮忙写一小功能，才发现cocos2d-x 3.0 和 cocos2d-x 3.0rc0 差别还是相当大的。
发现Label这一个控件，3.0就比rc0版本多了一个创建函数，更为关键的是3.0内的Label锚点是在ccp(0.5,0.5),而一直3.0rc0是ccp(0,0)。
累觉不爱。尽管cocos2d-x改变太快，兼容性一次次的暴露出不足，但是，总归是向好的方向进行。于是下载了3.0来玩玩~
cocos new 出新的项目之后，仔细阅读代码，才发现了一句3.0区别于2.0的代码：

1     auto closeItem = MenuItemImage::create(
2                                            "CloseNormal.png",
3                                            "CloseSelected.png",
4                                            CC_CALLBACK_1(HelloWorld::menuCloseCallback, this));

2.0内的代码用的不是CC_CALLBACK_1而是menu_selector.
CC_CALLBACK系列是3.0基于c++11的特性新增的。CC_CALLBACK系列的定义如下：

1 // new callbacks based on C++11
2 #define CC_CALLBACK_0(__selector__,__target__, ...) std::bind(&__selector__,__target__, ##__VA_ARGS__)
3 #define CC_CALLBACK_1(__selector__,__target__, ...) std::bind(&__selector__,__target__, std::placeholders::_1, ##__VA_ARGS__)
4 #define CC_CALLBACK_2(__selector__,__target__, ...) std::bind(&__selector__,__target__, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2, ##__VA_ARGS__)
5 #define CC_CALLBACK_3(__selector__,__target__, ...) std::bind(&__selector__,__target__, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2, std::placeholders::_3, ##__VA_ARGS__)

可以看出，CC_CALL_BACK系统后的数字，表示函数指针的参数个数。明白了这一点，选择CC_CALLBACK时，就不会出错鸟。
而看示例代码时，还会发现一个有意思的使用方法：

1                 listener->onTouchesBegan = CC_CALLBACK_2(Layer::onTouchesBegan, this);

此时不禁要问onTouchesBegan又是啥，为啥不能直接函数指针赋值呢？
看定义就能明白了

1     std::function<void(const std::vector<Touch*>&, Event*)> onTouchesBegan;

因为CC_CALLBACK系列是std::bind,而onTouchesBegan是std::function来定义的。那么std::bind和std::function又有什么区别呢？
有博文说：
function模板类和bind模板函数，使用它们可以实现类似函数指针的功能，但却比函数指针更加灵活，特别是函数指向类的非静态成员函数时。
std::function可以绑定到全局函数/类静态成员函数(类静态成员函数与全局函数没有区别),如果要绑定到类的非静态成员函数，则需要使用std::bind。
标准库函数bind()和function()定义于头文件<functional>中（该头文件还包括许多其他函数对象），用于处理函数及函数参数。
std::bind绑定器
将函数、成员函数和闭包转成function函数对象
将多元(n>1)函数转成一元函数或者(n-1)元函数。
bind()接受一个函数（或者函数对象，或者任何你可以通过"(...)"符号调用的事物），生成一个其有某一个或多个函数参数被“绑定”或重新组织的函数对象。（译注：顾名思义，bind()函数的意义就像它的函数名一样，是用来绑定函数调用的某些参数的。）例如：

1         int f(int, char, double);
2         auto ff = bind(f, _1, 'c', 1.2);    // 绑定f()函数调用的第二个和第三个参数，返回一个新的函数对象为ff，它只带有一个int类型的参数
3         int x = ff(7);                //  f(7, 'c', 1.2);

参数的绑定通常称为"Currying"（译注：Currying---“烹制咖喱烧菜”，此处意指对函数或函数对象进行加工修饰操作）, "_1"是一个占位符对象，用于表示当函数f通过函数ff进行调用时，函数ff的第一个参数在函数f的参数列表中的位置。第一个参数称为"_1", 第二个参数为"_2"，依此类推。例如：

1         int f(int, char, double);
2         auto frev = bind(f, _3, _2, _1);        // 翻转参数顺序
3         int x = frev(1.2, 'c', 7);            // f(7, 'c', 1.2);

    此处，auto关键字节约了我们去推断bind返回的结果类型的工作。

    我们无法使用bind()绑定一个重载函数的参数，我们必须显式地指出需要绑定的重载函数的版本：

1         int g(int);
2         double g(double);
3
4         auto g1 = bind(g, _1);                // 错误：调用哪一个g() ?
5         auto g2 = bind( (double(*)(double))g, _1);    // 正确，但是相当丑陋

1 void H(int a);
2 //绑定全局函数
3 auto f11 = std::bind(H, std::placeholders::_1);
4 auto的类型实际上是std::function<void(int)>
5
6 //绑定带参数的成员函数
7 std::function<void (char*, int)> f = std::bind(&ReadHandler::ConnectPreProcess, this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_1);
8
9 //三元函数转换成一元函数
10 int f(int, char, double);
11 // 绑定f()函数调用的第二个和第三个参数，
12 // 返回一个新的函数对象为ff，它只带有一个int类型的参数
13 auto ff = bind(f, _1, ‘c’, 1.2);
14 int x = ff(7);

自己写代码示例如下：

int Func(int x, int y);
auto bf1 = std::bind(Func, 10, std::placeholders::_1);
bf1(20); ///< same as Func(10, 20)

int HelloWorld::AddFunc( int a, int b )
{
return a + b;
}

bool HelloWorld::init()
{

auto bf2 = std::bind(&HelloWorld::AddFunc,this , std::placeholders::_1, std::placeholders::_2 );
auto result1 = bf2(10, 20); ///< same as a.Func(10, 20)

std::function< int(int)> bf3 = std::bind(&HelloWorld::AddFunc, this, std::placeholders::_1, 100);
auto result2 = bf3(10); ///< same as a.Func(10, 100)

}

上面的例子中，bf1是把一个两个参数普通函数的第一个参数绑定为10，生成了一个新的一个参数的可调用实体体; bf2是把一个类成员函数绑定了类对象，生成了一个像普通函数一样的新的可调用实体; bf3是把类成员函数绑定了类对象和第二个参数，生成了一个新的std::function对象。看懂了上面的例子，下面我们来说说使用bind需要注意的一些事项：
（1）bind预先绑定的参数需要传具体的变量或值进去，对于预先绑定的参数，是pass-by-value的
（2）对于不事先绑定的参数，需要传std::placeholders进去，从_1开始，依次递增。placeholder是pass-by-reference的
（3）bind的返回值是可调用实体，可以直接赋给std::function对象
（4）对于绑定的指针、引用类型的参数，使用者需要保证在可调用实体调用之前，这些参数是可用的
（5）类的this可以通过对象或者指针来绑定
std::function
它是函数、函数对象、函数指针、和成员函数的包装器，可以容纳任何类型的函数对象，函数指针，引用函数，成员函数的指针。

以统一的方式处理函数、函数对象、函数指针、和成员函数。允许保存和延迟执行函数。
函数和成员函数作为function
function是一个拥有任何可以以"(...)"符号进行调用的值的类型。特别地，bind的返回结果可以赋值给function类型。function十分易于使用。（译注：更直观地，可以把function看成是一种表示函数的数据类型，就像函数对象一样。只不过普通的数据类型表示的是数据，function表示的是函数这个抽象概念。）例如：

1 typedef std::function<float (int x, int y)> f ;// 构造一个函数对象，它能表示的是一个返回值为float，两个参数为int，int的函数
2 struct int_div {        // 构造一个可以使用"()"进行调用的函数对象类型
3     float operator() (int x, int y) const { return ((float)x)/y; };
4 };
5
6 void HelloWorld::testing()
7 {
8     f f1= int_div();                    // 赋值
9     auto result3 = f1( 10, 2);
10 }

成员函数可被看做是带有额外参数的自由函数：

1 struct int_div {        // 构造一个可以使用"()"进行调用的函数对象类型
2     float operator() (int x, int y) const { return ((float)x)/y; };
3     int int_div_fun( int x ){ return x; };
4 };
5 typedef std::function<int (int_div*, int)> f_2;
6
7 bool HelloWorld::init()
8 {
9     f_2 f2 = std::mem_fn(&int_div::int_div_fun);            // 指向成员函数
10
11     int_div int_div_object;
12     int v = f2(&int_div_object, 5);  // 在对象x上用参数5调用X::foo()
13     std::function<int (int)> ff = std::bind( f2, &int_div_object, std::placeholders::_1);    // f的第一个参数是&x
14     v = ff(5);                // 调用x.foo(5)
15
16
17 }

ps:被vs2012的bug给坑了。因为看网上的代码于是刚开始第9行是这么写的：f_2 f2 = &int_div::int_div_fun; 
然后就报错误：

Error 1 error C2664: 'std::_Func_class<_Ret,_V0_t,_V1_t>::_Set' : cannot convert parameter 1
from '_Myimpl *' to 'std::_Func_base<_Rx,_V0_t,_V1_t> *'

查了一下，vs2010没有这个编译错误，但是2012有。2012必须得加上std::mem_fn才能编译。
可以用function取代函数指针。因为它可以保存函数延迟执行，所以比较适合作为回调函数，也可以把它看做类似于c#中特殊的委托，只有一个成员的委托。

1 struct int_div {        // 构造一个可以使用"()"进行调用的函数对象类型
2     float operator() (int x, int y) const { return ((float)x)/y; };
3     int int_div_fun( int x ){ return x; };
4
5     int_div( std::function<void()>& f ):m_callback(f){};
6     void Notify()
7     {
8         m_callback();
9     }
10     std::function<void()> m_callback;
11 };

function还可以作为函数入参，这样可以在函数外部控制函数的内部行为了，让我们的函数变得更加灵活。

void Foo(int x, std::function<void(int)>& f)
{
if(x%2==0)
f(x);
}

void G(int x)
{
cout<<x<<endl;
}

void H(int x)
{
cout<<x+2<<endl;
}

void TestFoo()
{
auto f = std::bind(G, std::placeholders::_1);
Foo(4, f);

//在Foo函数外面更改f的行为
f = std::bind(H, std::placeholders::_1);
Foo(4, f);
}

c++11中推出function是为了泛化函数对象，函数指针，引用函数，成员函数的指针，让我们可以按更统一的方式写出更加泛化的代码；推出bind是为了替换和增强之前标准库的bind1st和bind2st，让我们的用起来更方便！
参考帖子：http://www.cnblogs.com/qicosmos/p/3302144.html
参考帖子：http://www.wuzesheng.com/?p=2032

分类: cocos2d-x