Ngày 37 — Function pointer, functor, std::function, std::bind và std::ref

1. Vấn đề nó giải quyết

Callable C++ có nhiều kiểu cụ thể; std::function xóa khác biệt kiểu, std::bind gắn trước đối số và std::ref giữ ngữ nghĩa reference. Nó làm ràng buộc quan trọng hiện rõ thay vì bắt người đọc đoán. Bài chỉ giữ phần cốt lõi C++11 vừa đủ cho một ngày tập trung.

2. Kiến thức cần có

Kiến thức Ngày 36, cùng biến, hàm và cách đọc output đã học trước đó.

3. Ý tưởng cốt lõi

Mental model: Callable C++ có nhiều kiểu cụ thể; std::function xóa khác biệt kiểu, std::bind gắn trước đối số và std::ref giữ ngữ nghĩa reference. Hãy xác định giá trị hoặc trạng thái liên quan, ai sở hữu nó và quy tắc tác động lúc compile hay lúc chạy.

4. Cú pháp tối thiểu

int (*fp)(int,int)=add; std::function<int(int)> f = functor;

5. Cách nó hoạt động

Ví dụ tạo dữ liệu nhỏ, cố định và không cần nhập bàn phím.
C++11 hoặc contract thư viện chuẩn áp dụng quy tắc hôm nay.
Chương trình in kết quả quan trọng để đối chiếu với mã nguồn.

6. Lỗi thường gặp

std::bind mặc định copy đối số đã bind; quên std::ref sẽ sửa bản sao riêng thay vì đối tượng gốc.

7. Khi nào nên dùng

Nên dùng khi interface cần lưu hoặc truyền nhiều dạng callable có cùng chữ ký.
Tránh dùng khi nó che ownership, lifetime, kiểu, thứ tự hoặc chi phí.

8. Ví dụ đơn giản

Chương trình gọi hàm thường qua function pointer, functor qua std::function, và phép tăng đã bind sửa số nguyên qua std::ref. File .cpp dùng dữ liệu cố định và không thêm abstraction ngoài chủ đề.

Mã mẫu hoàn chỉnh

Tệp mã nguồn

cpp11/37_function_pointer_functor_std_function_bind_ref/main.cpp

C++

#include <functional>
#include <iostream>

int add(int left, int right) {
    return left + right;
}

struct Multiplier {
    int operator()(int value) const {
        return value * 3;
    }
};

void increment(int& value, int amount) {
    value += amount;
}

int main() {
    int (*function_pointer)(int, int) = add;
    std::function<int(int)> function_object = Multiplier();

    int total = 10;
    std::function<void(int)> bound =
        std::bind(increment, std::ref(total), std::placeholders::_1);

    std::cout << "pointer=" << function_pointer(2, 5) << '\n';
    std::cout << "functor=" << function_object(4) << '\n';
    bound(7);
    std::cout << "total=" << total << '\n';
}

9. Điều cần nhớ

Tính năng nằm trong phạm vi C++11 của lộ trình này.
Hiểu hệ quả về lifetime, ownership, kiểu và thứ tự trước khi dùng.
Compile với cảnh báo và ưu tiên cách viết nhỏ nhất làm quy tắc hiện rõ.

10. Câu hỏi tự kiểm tra

Dễ — std::function, std::bind và std::ref lần lượt giúp lưu callable, gắn trước đối số và giữ tham chiếu như thế nào?
Trung bình — Đọc ví dụ nhỏ ở trên. Chương trình sẽ in giá trị hoặc trạng thái nào, và quy tắc nào tạo ra kết quả đó?
Khó — Tìm và giải thích lỗi tinh tế trong tình huống sau: std::bind mặc định copy đối số đã bind; quên std::ref sẽ sửa bản sao riêng thay vì đối tượng gốc. Cách sửa nhỏ nhất nhưng an toàn trong C++11 là gì?

Luyện thẻ của bài này

1. Vấn đề nó giải quyết

3. Ý tưởng cốt lõi

#include <functional> #include <iostream> int add(int left, int right) { return left + right; } struct Multiplier { int operator()(int value) const { return value * 3; } }; void increment(int& value, int amount) { value += amount; } int main() { int (*function_pointer)(int, int) = add; std::function<int(int)> function_object = Multiplier(); int total = 10; std::function<void(int)> bound = std::bind(increment, std::ref(total), std::placeholders::_1); std::cout << "pointer=" << function_pointer(2, 5) << '\n'; std::cout << "functor=" << function_object(4) << '\n'; bound(7); std::cout << "total=" << total << '\n'; }

10. Câu hỏi tự kiểm tra

Dễ — std::function, std::bind và std::ref lần lượt giúp lưu callable, gắn trước đối số và giữ tham chiếu như thế nào?
Trung bình — Đọc ví dụ nhỏ ở trên. Chương trình sẽ in giá trị hoặc trạng thái nào, và quy tắc nào tạo ra kết quả đó?
Khó — Tìm và giải thích lỗi tinh tế trong tình huống sau: std::bind mặc định copy đối số đã bind; quên std::ref sẽ sửa bản sao riêng thay vì đối tượng gốc. Cách sửa nhỏ nhất nhưng an toàn trong C++11 là gì?