C语言对话-14.The Bind That Ties
徐波 翻译
尽管亚洲船队的到来已是迫在眉睫，而且我们的高官们未就此事公开发表评论，但我们的生活却回复平静，几乎和以往一样普通。谣声渐起，且有蔓延之势，但外星文物的发掘和研究工作仍有条不紊地进行着。
珍妮和我正手忙脚乱地修补一个破裂水管的分枝。一根“Y”水管的一个分枝突然破裂，水迅猛地喷出，把她淋了个落汤鸡。“快过来帮忙！”她大声叫喊，试图用一只人工封口将它盖住，防止水喷射，但明显无济于事。
我赶紧拿了一只夹子，把封口夹住，然后迅速将封口固定住。夹子被适当地与封口固定牢后，水注只剩下几道小水流，接着就止住了，大功告成。现在“Y”形水管的一个分枝已被封死，水只能流向另外一个分枝。
“是不是又让你想起了你的第一个工作。”珍妮边说边用毛巾擦着蓬乱的头发。
我咧嘴一笑，“确实如此。尝试过太多的选择后，只剩下一个…”
Guru正对我最近摆弄过的一些代码进行回顾。一切都还正常，直到她遇到下面这个函数：
void f(std::vector<int> &vect)
{
std::vector<int>::iterator firstOne;
for (firstOne = vect.begin();
firstOne != vect.end();
++firstOne)
{
doSomething(*firstOne, "Some string literal");
}
}
Guru抬头看看会议桌对面的我：“我的孩子，这个函数并无必要。你可以用受宠的for_each函数来完成同样的功能。”由于还有个学生也在席，所以她用词严肃。我表示歉意，看到那个可怜的学生的脸上流露出几分惧意，又感到同情。
“嗯，”我低声说道，“是这样的，我试过for_each，但它需要一个只接受一个参数的函数。可我必须向doSomething传递两个参数，所以无法使用for_each。”
我的回答让她眉头更锁：“你有没有考虑过使用适配器(adaptor)，象bind1st?”
我怯生生地申辩道：“是这样的，blindlst看上去总有点复杂，我怎么也想不出它“捆绑（bind）”参数是什么意思，所以，我属于那种……反正我没考虑用它。”
我以为Guru会摆出导师的架子，狠狠地瞪我。但她只是平静地点点头，嘴角写出淡淡的笑意：“我的孩子，当你面对你不理解的东西时，千万不可胆怯。必须承认自己的无知，勇敢地面对它，你才会长进。”她若有所思地停顿了一下。
“让我们从头开始，”她接着说，“为简单起见，我把bind1st和bind2nd简称为bind函数，这样你就可以把二元函数对象当作一元函数对象来使用。”
“所以，”我慢声说道，“你的意思是，因为doSomething函数接受两个参数，它是个二元函数，也就是说，我可以使用bind1st函数，把它转换成一个一元函数，是不是？”
“很好，我的学徒工。你走对了路子，但还不够深入。我说过bind函数允许你使用二元函数对象。特别地，bind函数使用的函数对象必须从binary_function派生，或必须提供跟binary_function一样的typedef形式。现在，有了这些信息，你该怎样修改你的作品来使用functor呢？”
有时候，我觉得Guru这种苏格拉底式的方法比我大学时的任何考试都要紧张，压力也更大。感受到她咄咄逼人的目光，我开始在白写字板上细心书写：
我听到Guru清了清嗓子，便扭过头去，她递给我一本Stroustrup的经典作品，我快速地查阅了一下binary_function:
template <class Arg, class Arg2, class Res>
struct binary_function {
typedef Arg first_argument_type;
typedef Arg2 second_argument_type;
typedef Res result_type;
}; [1]
“好家伙，一上来就出错。”我心想，把类的声明修改为：
class doSomething :
public std::binary_function<int, const char *, void>
{
public:
void operator()(int intVal, const char *c)
{
// ... 你要做的事 ...
}
};
我回头看看Guru。
“干得不错，”她赞许地点点头，“现在就剩下怎样使用bind函数了。其实也很简单，象bind1st(operation,value)这样的表达式告诉编译器将value捆绑到operation的第一个参数。换句话说，当编译器在for_each函数中调用operation时，它就把value作为第一个参数来传递，把已提领的（dereferenced）的iterator作为第二个参数，就象这样。”她拿起笔，在书写板中写道：
operation(value, *iterator)
“用这种思路来想问题，”Guru接着说，“使用bindlst后，第一个参数便被固定为某种特定的值，不会再改变。第二个参数在其遍历范围内依次传递给各个对象，只有它才会变化。这样，二元函数对象现在就可以象一元函数对象那样使用了。”
“就是这样？”我眨了眨眼睛，“这么简单？”
Guru点点头：“是的，我的孩子，就是这么简单? bind2nd也差不多，告诉编译器将给定的值捆绑到第二个参数。现在，给我看看你怎样替换或重写你的f函数。”
我在白书写板上写道：
std::for_each(vect.begin(), vect.end(),
bind2nd(doSomething(), "Hi"));
她点点头：“非常好，我的学徒工。你已经意识到传给bind2nd的第一个参数必须是你的functor的一个实例，这样，你就创建了一个未命名的临时对象。”我不好意思地笑了笑，我并不想假装括号是无意加上去的，我只是已经用惯了这种冗余写法。“我们的代码回顾结束时，”她接着说，“我希望你写一个小型测试程序来加深你的理解。”
代码回顾结束后，我回到我的蜗居，写了一个小程序。经过一些小小的完善后，最终的形式如下：
#include <vector>
#include <iostream>
#include <functional>
#include <iterator>
#include <algorithm>
void doSomething(int i, const char *c);
// 我的第一个二元功能函数，
// 首先，我假定doSomething是某个库函数，
// 我并没有它的源代码。
// 关于可移植性：MS VC6.0不喜欢在模板的返回类型中使用void，
// 所以在MS VC6.0中对operator( )稍作修改，使它返回一个类型（如true）
struct doSomethingWrapper : public
std::binary_function<int, const char *, void>
{
void operator()(int iValue, const char *cValue) const
{
doSomething(iValue, cValue);
}
};
// 现在，就建立了一个内部的功能函数。
// 关于可移植性，同上。
struct doSomethingDirect : public
std::binary_function<int, const char *, void>
{
void operator()(int iValue, const char *cValue) const
{
std::cout << cValue
<< " "
<< iValue
<< ". " ;
}
};
// 这是个帮助器模板，因为我比较懒，它能减少打字量。
template <class Collection, class Function>
Function for_all(Collection &c, const Function &f)
{
return std::for_each(c.begin(), c.end(), f);
}
int main()
{
// 首先，建立vector。
std::vector<int> vect;
for (int i=0; i<10; ++i) {
vect.push_back(i);
}
for_all(vect, std::bind2nd(doSomethingWrapper(), "Wrapper:"));
std::cout << "\n";
for_all(vect, std::bind2nd(doSomethingDirect(), "Direct:"));
return 0;
}
// 我独树一帜的第三方库函数
void doSomething(int i, const char *c)
{
std::cout << c << " " << i << ". " ;
}
“这里面再加上个基于容器的算法，真是匠心独运啊！”我高兴地祝贺自己，权当自己是第一个想到该主意的人，事实上当然不是这样。
“这也很有独创性啊，”我叹了口气，拍了拍已经安静下来的水管分枝，“可惜我们需要两个分枝都能工作，唉！只能把整个都换掉了……”
我们面面相觑。
“明天吧。”珍妮一边拧她制服上的水，一边说道。
[注释]
[1] Bjarne Stroustrup. The C++ Programming Language, 3rd Edition (Addison-Wesley, 1997).