为何传递指针与引用时std::bind表现存在差异？

需求为获取指向Base::Print的仿函数，以下是测试代码：

#include <functional>
#include <iostream>

using namespace std;
class Base {
 public:
  virtual void Print() {
      cout << "Base" << endl;
  }

  virtual function<void()> get_fx1() {
    return bind(&Base::Print, this);
  }

  virtual function<void()> get_fx2() {
    return bind(&Base::Print, *this);
  }
};

class Derived : public Base {
 public:
  virtual void Print() override {
    std::cout << "Derived" << std::endl;
  }
};

int main()
{
  Derived d;
  Base *ptr = &d;
  ptr->Base::Print();           // 输出Base（符合预期）#out1
  bind(&Base::Print, ptr)();    // 输出Derived（预期为Base）#out2
  ptr->get_fx1()();             // 输出Derived（预期为Base）#out3
  ptr->get_fx2()();             // 输出Base（与out2/out3表现矛盾）#out4

  cout << " -- " << endl;
  Derived d2;
  Base& ref = d2;
  ref.Base::Print();            // 输出Base（符合预期）#out5
  bind(&Base::Print, ref)();    // 输出Base（与out2/out3表现矛盾）#out6

  cout << " -- " << endl;
  (&ref)->Base::Print();        // 输出Base（符合预期）#out7
  bind(&Base::Print, &ref)();   // 输出Derived（与out6表现矛盾）#out8
  
  return 0;
}

原本认为向std::bind传递指针或引用的效果完全相同，但实际表现差异明显：传递指针时绑定&Base::Print，调用后执行的是Derived的重写函数；传递引用时绑定，调用后执行的是Base的原函数。疑问是：std::bind是否会在传递引用时选择性跳过虚表查找？目前未找到相关官方说明。

原因解析 #

这不是std::bind选择性跳过虚表，而是成员函数指针的调用规则与std::bind的参数值拷贝行为共同作用的结果：

1. 虚成员函数指针的本质
   &Base::Print是一个虚成员函数指针，即便用类名限定，也不会改变函数的虚属性。调用时是否触发多态，完全取决于调用时的对象类型：

• 通过指针/引用调用：会触发虚表查找，执行对象实际类型的重写函数；
• 通过对象值调用：对象会被切片为Base类型，直接执行Base的成员函数。

2. std::bind的参数处理逻辑

• 传递指针ptr给bind时，bind会存储指针的副本。调用仿函数时，等价于(ptr->*&Base::Print)()——通过指针调用虚函数，触发多态，因此执行Derived的Print。
• 传递*this或ref给bind时，bind默认会存储对象的值拷贝。*this在Base成员函数中是Base&，拷贝后成为Base对象；ref是Base&，拷贝后同样是Base对象。调用仿函数时等价于(obj.*&Base::Print)()——通过切片后的Base对象调用，不触发多态，因此执行Base的Print。

验证结论 #

如果修改get_fx2，用std::ref让bind存储对象引用而非拷贝：

virtual function<void()> get_fx2() {
  return bind(&Base::Print, std::ref(*this));
}

此时调用ptr->get_fx2()()会输出Derived，因为std::ref保留了引用关系，调用时通过引用触发多态。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Samarth S