c++ - std::function 的目的是什么以及如何使用它？

Question

我必须使用 std::function 但我不知道下面的语法是什么意思。

std::function<void()> f_name = []() { FNAME(); };

使用std::function的目的是什么？是做一个函数的指针吗？

Answer 1

std::function是一个类型删除对象。这意味着它删除了一些操作如何发生的细节，并为它们提供了一个统一的运行时接口(interface)。对于std::function ，主要的¹ 操作是复制/移动、销毁和“调用”，operator() -- '函数如调用运算符'。

在不太深奥的英语中，这意味着std::function几乎可以包含任何对象，就像你调用它时的函数指针一样。

它支持的签名放在尖括号内:std::function<void()>接受零参数并且不返回任何内容。 std::function< double( int, int ) >需要两个 int参数和返回 double .一般情况下，std::function支持存储任何类函数对象，其参数可以从其参数列表转换，并且其返回值可以转换为它的返回值。

重要的是要知道 std::function和 lambdas 是不同的，如果兼容的话，野兽。

该行的下一部分是 lambda。这是 C++11 中的新语法，增加了编写简单的类函数对象的能力——可以使用 () 调用的对象。 .这些对象可以被类型删除并存储在 std::function 中。以一些运行时开销为代价。

[](){ code }特别是一个非常简单的 lambda。对应的是:

struct some_anonymous_type {
  some_anonymous_type() {}
  void operator()const{
    code
  }
};

上述简单伪函数类型的实例。像上面这样的实际类是由编译器“发明”的，具有实现定义的唯一名称(通常包括用户定义类型不能包含的符号)(我不知道您是否有可能在不发明的情况下遵循标准这样一个类，但我所知道的每个编译器实际上都创建了这个类)。

完整的 lambda 语法如下所示:

[ capture_list ]( argument_list )
-> return_type optional_mutable
{
  code
}

但许多部分可以省略或留空。 capture_list 对应于生成的匿名类型的构造函数及其成员变量，argument_list 对应于 operator() 的参数。 ，返回类型为返回类型。当使用 capture_list 创建实例时，也会神奇地调用 lambda 实例的构造函数。

[ capture_list ]( argument_list ) -> return_type { code }

基本上变成了

struct some_anonymous_type {
  // capture_list turned into member variables
  some_anonymous_type( /* capture_list turned into arguments */ ):
    /* member variables initialized */
  {}
  return_type operator()( argument_list ) const {
    code
  }
};

请注意，在 c++20模板参数被添加到 lambdas 中，上面没有介绍。

[]<typename T>( std::vector<T> const& v ) { return v.size(); }

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¹另外存储RTTI(typeid)，包括cast-back-to-original-type操作。