Effective Modern C++ 条款34：优先考虑lambda而非std::bind

std::bind的历史背景
可读性对比
性能考虑
重载处理
捕获语义
C++11中std::bind的合理用例
结论

在C++11及更高版本中，lambda表达式几乎总是比std::bind更好的选择。本文将详细探讨为何lambda优于std::bind，并通过具体示例展示两者的差异。

std::bind的历史背景

C++11中的std::bind是C++98的std::bind1st和std::bind2nd的后续，但在2005年已经非正式成为了标准库的一部分。那时标准化委员采用了TR1的文档，其中包含了bind的规范（在TR1中，bind位于std::tr1::bind命名空间）。

可读性对比

优先选择lambda而非std::bind的最重要原因是lambda更易读。考虑以下设置警报器的函数：

cpp 复制代码

using Time = std::chrono::steady_clock::time_point;
enum class Sound { Beep, Siren, Whistle };
using Duration = std::chrono::steady_clock::duration;

void setAlarm(Time t, Sound s, Duration d);

使用lambda实现一小时后响30秒的警报器：

cpp 复制代码

auto setSoundL = [](Sound s) {
    using namespace std::chrono;
    setAlarm(steady_clock::now() + hours(1), s, seconds(30));
};

而使用std::bind的等效实现：

cpp 复制代码

using namespace std::chrono;
using namespace std::placeholders;

auto setSoundB = std::bind(setAlarm,
                          steady_clock::now() + 1h,  // 这里有错误
                          _1,
                          30s);

第一个问题在于std::bind会在绑定时计算时间，而非调用时。正确的实现需要嵌套bind调用：

cpp 复制代码

auto setSoundB = std::bind(setAlarm,
                          std::bind(std::plus<>(), 
                                   std::bind(steady_clock::now), 
                                   1h),
                          _1,
                          30s);

显然，lambda版本更简洁明了。

性能考虑

lambda通常能生成更高效的代码。在lambda中，函数调用可以被编译器内联，而std::bind通过函数指针调用，通常无法内联。

重载处理

当函数存在重载时，std::bind会遇到问题：

cpp 复制代码

enum class Volume { Normal, Loud, LoudPlusPlus };
void setAlarm(Time t, Sound s, Duration d, Volume v);  // 重载版本

auto setSoundB = std::bind(setAlarm,  // 错误！哪个setAlarm？
                          std::bind(std::plus<>(),
                                   steady_clock::now(),
                                   1h),
                          _1,
                          30s);

必须使用强制转换解决：

cpp 复制代码

using SetAlarm3ParamType = void(*)(Time t, Sound s, Duration d);
auto setSoundB = std::bind(static_cast<SetAlarm3ParamType>(setAlarm),
                          std::bind(std::plus<>(),
                                   steady_clock::now(),
                                   1h),
                          _1,
                          30s);

而lambda无需任何修改就能正常工作【1†source】。

捕获语义

std::bind总是按值拷贝实参，要按引用传递需使用std::ref【5†source】。而lambda可以明确指定值捕获或引用捕获：

cpp 复制代码

Widget w;
auto compressRateL = [w](CompLevel lev) { return compress(w, lev); };  // 值捕获明确
auto compressRateB = std::bind(compress, std::ref(w), _1);  // 引用捕获不明显

C++11中std::bind的合理用例

在C++11中，std::bind仍有以下两个合理用例【1†source】：

移动捕获：C++11的lambda不支持移动捕获，可以通过std::bind模拟
多态函数对象：绑定带有模板化函数调用运算符的对象

cpp 复制代码

class PolyWidget {
public:
    template<typename T>
    void operator()(const T& param);
};

PolyWidget pw;
auto boundPW = std::bind(pw, _1);  // 接受任意类型参数

但在C++14中，这两个用例都可以用lambda更好实现：

cpp 复制代码

auto boundPW = [pw](const auto& param) { pw(param); };  // C++14多态lambda

结论

与std::bind相比，lambda具有以下优势：

更易读，更具表达力
通常更高效
更直观的参数传递和捕获语义
更好的重载处理能力

在C++14及更高版本中，几乎没有使用std::bind的合理场景。对于仍在使用C++11的项目，仅在需要移动捕获或绑定多态函数对象时考虑std::bind。

记住：在大多数情况下，lambda应该是你的首选工具，std::bind已成为历史遗产，应逐渐被替代。