c++23的std::function_ref是什么_c++轻量级非拥有函数引用

c++kquote>std::function_ref是C++23中用于高效传递回调的非拥有可调用引用,类似string_view,不拥有所指对象、无堆分配、不能为空,适用于生命周期受控场景。

c++23的std::function_ref是什么_c++轻量级非拥有函数引用

std::function_ref 是 C++23 引入的一个轻量级、非拥有(non-owning)的可调用对象引用类型,用于替代对函数指针或 std::function 的频繁使用,尤其在不需要拷贝或动态分配的场景中提升性能。

什么是 std::function_ref?

std::function_ref 不是容器,也不是智能指针。它只是一个对已有可调用对象的“视图”——就像 string_view 之于字符串那样。它可以绑定到函数指针、lambda(无状态的)、函数对象等,但不会接管其生命周期。

关键点:

不拥有目标对象:你必须确保被引用的可调用对象在其生命周期内有效。 零开销抽象:通常实现为两个指针(一个指向调用体,一个指向实际函数),没有堆分配。 不能为空:构造时必须传入有效的可调用对象(C++23 中不允许空 function_ref)。

与 std::function 的区别

这是最容易混淆的地方。两者都支持通用调用,但设计目标完全不同:

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std::function:拥有语义,会拷贝或移动可调用对象,可能涉及堆分配,支持运行时多态,可以存储有状态 lambda。 std::function_ref:只读引用,无拷贝,无分配,适用于短期传递回调,比如作为函数参数。

简单说:如果你只是把一个回调传给某个函数,且该函数执行期间原对象一直存在,用 function_ref 更高效。

怎么用?常见场景示例

典型用途是在接口中替代模板或 std::function,减少编译依赖和运行开销。

void for_each_element(std::function_ref callback) {    int data[] = {1, 2, 3, 4, 5};    for (int x : data) {        callback(x);    }}// 调用方式for_each_element([](int x) {     std::cout << x << ' '; }); // 输出: 1 2 3 4 5

这个例子中,lambda 没有捕获,属于无状态,可以直接转为函数指针,function_ref 可以高效引用它。即使有捕获的 lambda,只要你在调用期间保证其存活,也可以传,但要注意生命周期。

限制和注意事项

使用时要特别小心几点:

不要从函数返回 function_ref 指向局部 lambda 或临时对象。 不要绑定到即将析构的对象上。 目前主流标准库(如 libstdc++、MSVC STL)对 C++23 支持仍在推进,部分环境可能还未提供 std::function_ref —— 实际上当前(截至2024年初)std::function_ref 尚未最终纳入 C++23 标准,而是处于提案阶段(P0792),部分编译器通过实验性支持提供。

因此,目前更常见的做法是使用第三方实现(如 LLVM 的 llvm::function_ref)或等待标准落地。

基本上就这些。function_ref 是追求高性能系统编程中的一个小而美的工具,强调“只引用、不管理”,适合在库内部或性能敏感路径上传递回调。用好了能省下不少开销,但得时刻记住:它不延长对象生命,你自己负责安全。

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