如何在 C++ 中实现绑定器和装饰器？

在 Python 中，我们可以使用函数绑定器和装饰器来进行函数的扩展和增强。那么在 C++ 中，我们该如何实现类似的功能呢？

函数绑定器

在 C++ 中，我们可以使用 std::bind 函数来实现函数绑定器。 std::bind 函数可以帮助我们将一个函数和一些额外的参数绑定在一起，生成一个可调用对象。这样做的好处是可以延迟函数的执行，并且可以方便地对函数进行扩展。

下面是一个使用 std::bind 函数的示例：

#include <iostream>
#include <functional>

void print_sum(int a, int b) {
    std::cout << a + b << std::endl;
}

int main() {
    auto bound_fun = std::bind(print_sum, 1, 2);
    bound_fun(); // 输出 3

    auto bind_fun_2 = std::bind(print_sum, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
    bind_fun_2(3, 4); // 输出 7

    return 0;
}

在上面的示例中，我们定义了一个函数 print_sum，它可以打印两个数的和。我们使用 std::bind 函数将 print_sum 函数和 1、2 绑定在一起，生成了一个可调用对象 bound_fun，当我们调用 bound_fun 函数时，就相当于调用了 print_sum(1,2) 函数。

我们还可以使用 std::placeholders 对象来占位符的形式绑定函数的参数。在上面的示例中，我们通过 std::placeholders::_1 和 std::placeholders::_2 将函数的两个参数占位，当我们调用 bind_fun_2 函数时，需要传入两个参数，这两个参数分别对应 std::placeholders::_1 和 std::placeholders::_2 所代表的位置，然后就可以调用 print_sum 函数了。

函数装饰器

在 C++ 中，我们也可以使用函数对象和模板来实现函数装饰器。一个函数装饰器就是一个函数，它可以接受一个函数作为参数，并返回一个新的函数。这个新的函数可以在执行原函数之前或之后执行一些操作，从而对原函数进行扩展和增强。

下面是一个使用函数对象和模板来实现函数装饰器的示例：

#include <iostream>
#include <functional>

template<typename FUNC>
class Timer {
public:
    Timer(FUNC&& func) : m_func(std::forward<FUNC>(func)) { }

    template<typename... ARGS>
    void operator()(ARGS&&... args) const {
        auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        m_func(std::forward<ARGS>(args)...);
        auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        std::cout << "Elapsed time: " << std::chrono::duration<double, std::milli>(end - start).count() << " ms" << std::endl;
    }

private:
    FUNC m_func;
};

void my_func(int a, int b) {
    std::cout << a + b << std::endl;
}

int main() {
    Timer timer(my_func);
    timer(1, 2); // 输出结果和执行时间

    return 0;
}

在上面的示例中，我们定义了一个函数对象 Timer，它接受一个函数对象作为参数，并扩展了原函数在执行前输出执行时间的功能。我们在 main 函数中创建了一个 Timer 的实例对象，并传入了 my_func 函数对象作为参数。当我们调用 timer 函数时，就会输出执行结果和执行时间。

总结

在 C++ 中，我们可以使用函数绑定器和函数装饰器来完成类似于 Python 中的函数绑定器和装饰器的功能。通过这些特性，我们可以方便地对函数进行扩展和增强，使其具备更多的功能。