C++基础 std::funtion简说

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 概述

示例

需要注意

概述

类模板 std::function 是通用多态函数包装器。 std::function 的实例能存储、复制及调用任何可复制构造 (CopyConstructible) 的可调用 (Callable) 目标——函数、 lambda 表达式、 bind 表达式或其他函数对象，还有指向成员函数指针和指向数据成员指针。

存储的可调用对象被称为 std::function 的目标。若 std::function 不含目标，则称它为空。调用空 std::function 的目标导致抛出 std::bad_function_call 异常

简而言之：std::function实现了一套类型消除机制，可以统一处理不同的函数对象类型。以前我们使用函数指针来完成这些；现在我们可以使用更安全的std::function来完成这些任务

示例

#include <functional>
#include <iostream>
 
struct Foo {
    Foo(int num) : num_(num) {}
    void print_add(int i) const { std::cout << num_+i << '\n'; }
    int num_;
};
 
void print_num(int i)
{
    std::cout << i << '\n';
}
 
struct PrintNum {
    void operator()(int i) const
    {
        std::cout << i << '\n';
    }
};
 
int main()
{
    // 存储自由函数
    std::function<void(int)> f_display = print_num;
    f_display(-9);
 
    // 存储 lambda
    std::function<void()> f_display_42 = []() { print_num(42); };
    f_display_42();
 
    // 存储到 std::bind 调用的结果
    std::function<void()> f_display_31337 = std::bind(print_num, 31337);
    f_display_31337();
 
    // 存储到成员函数的调用
    std::function<void(const Foo&, int)> f_add_display = &Foo::print_add;
    const Foo foo(314159);
    f_add_display(foo, 1);
    f_add_display(314159, 1);
 
    // 存储到数据成员访问器的调用
    std::function<int(Foo const&)> f_num = &Foo::num_;
    std::cout << "num_: " << f_num(foo) << '\n';
 
    // 存储到成员函数及对象的调用
    using std::placeholders::_1;
    std::function<void(int)> f_add_display2 = std::bind( &Foo::print_add, foo, _1 );
    f_add_display2(2);
 
    // 存储到成员函数和对象指针的调用
    std::function<void(int)> f_add_display3 = std::bind( &Foo::print_add, &foo, _1 );
    f_add_display3(3);
 
    // 存储到函数对象的调用
    std::function<void(int)> f_display_obj = PrintNum();
    f_display_obj(18);
 
    auto factorial = [](int n) {
        // 存储 lambda 对象以模拟“递归 lambda ”，注意额外开销
        std::function<int(int)> fac = [&](int n){ return (n < 2) ? 1 : n*fac(n-1); };
        // note that "auto fac = [&](int n){...};" does not work in recursive calls
        return fac(n);
    };
    for (int i{5}; i != 8; ++i) { std::cout << i << "! = " << factorial(i) << ";  "; }
}

需要注意

当结果类型为引用的 std::function 从无尾随返回类型的 lambda 表达式初始化时需要留心。由于 auto 推导的起效方式，这种 lambda 表达式将始终返回纯右值。故而结果引用将始终绑定到生命期在 std::function::operator() 返回时结束的临时量。

若从返回纯右值的函数或函数对象（包括无尾随返回类型的 lambda 表达式）初始化返回引用的 std::function ，则程序非良构，因为禁止绑定返回的引用到临时对象

std::function<const int&()> F([]{ return 42; }); // C++23 起错误：不能绑定返回的引用到临时对象
int x = F(); // C++23 前为未定义行为： F() 的结果是悬垂引用

关于std::funtion源码分析参考