c++中std::function的用法详解_c++ std::function函数包装器使用说明

std::function是C++中用于封装可调用对象的通用包装器,定义于头文件,支持普通函数、lambda表达式、仿函数、成员函数指针等,通过类型擦除实现统一接口,适用于回调机制、策略模式和任务容器等场景,虽有轻微性能开销但提升了代码灵活性和可维护性。

c++中std::function的用法详解_c++ std::function函数包装器使用说明

在C++中,std::function 是一个通用的函数包装器,定义在 头文件中。它能够封装各种可调用对象,包括普通函数、函数指针、lambda表达式、绑定表达式(如 std::bind)、以及仿函数(重载了 operator() 的类对象)。这使得 std::function 成为实现回调机制、事件处理、延迟执行等场景的强大工具

基本语法与定义方式

std::function 的模板参数是一个函数类型签名,格式为 std::function。

例如:

std::function 可以保存接受两个int并返回int的可调用对象。std::function 表示无参数无返回值的函数包装器。std::function 表示接受字符串并返回double的函数对象。

声明后可以像函数一样调用:

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std::function func = [](int a, int b) { return a + b; };
int result = func(3, 4); // result == 7

支持的可调用对象类型

std::function 能统一管理多种类型的可调用实体,使用起来非常灵活。

1. 普通函数

int add(int a, int b) { return a + b; }
std::function f1 = add;
f1(2, 3); // 返回 5

2. Lambda 表达式

auto lambda = [](const std::string& s) { return s.size(); };
std::function f2 = lambda;
f2(“hello”); // 返回 5

3. 函数对象(仿函数)

struct Multiply {
    int operator()(int a, int b) const { return a * b; }
};
std::function f3 = Multiply{};
f3(4, 5); // 返回 20

4. 成员函数指针(需绑定对象)

struct Greeter {
    void say(const std::string& msg) { std::cout };
Greeter g;
std::function f4 = std::bind(&Greeter::say, &g, “Hi!”);
f4(); // 输出 Hi!

常见应用场景

1. 回调函数
在异步操作或事件驱动编程中,常使用 std::function 作为回调参数类型。

void async_op(std::function callback) {
    // 模拟异步完成
    callback(42);
}

async_op([](int value) {
    std::cout });

2. 策略模式或运行时选择行为
可以根据条件动态切换不同的算法实现。

std::function operation;
if (op == “+”) operation = [](double a, double b) { return a + b; };
else if (op == “*”) operation = [](double a, double b) { return a * b; };

double result = operation(3.0, 4.0);

3. 存储到容器中
将不同类型的可调用对象存入 vector 或 map 中统一管理。

std::vector> tasks;
tasks.push_back([]{ std::cout tasks.push_back([]{ std::cout
for (auto& task : tasks) task();

注意事项与性能考量

std::function 内部使用“类型擦除”技术,带来灵活性的同时也引入一定的开销。

调用性能略低于直接调用函数或lambda(通常一次间接跳转)。占用内存比普通函数指针大(通常为几个指针大小)。赋值空值后调用会抛出 std::bad_function_call 异常。

检查是否包含有效可调用对象:

std::function f;
if (f) {
    f();
} else {
    std::cout }

基本上就这些。std::function 提供了统一接口来处理各种可调用对象,让代码更清晰、更易扩展,虽然有轻微性能代价,但在大多数场景下是值得使用的。关键是理解其封装机制和适用边界。

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