C++11的函数包装器std::function使用示例_开发_开发者

一、std::function 的基本用法

std::function 是 C++ 标准库中的一个模板类，可以存储一个可调用对象，如普通函数、函数指针、Lambda 表达式、或实现了 operator() 的对象。

1. 基本语法

#include <IOStream>  
#include <functional>  

void myFunction(int x) {  
    std::cout << "Function called with: " << x << std::endl;  
}  

int main() {  
    std::function<void(int)> func = myFunction; // 包装普通函数  

    func(10); // 输出: Function called with: 10  

    // 也可以包装 Lambda 表达式  
    func = [](int y) {  
        std::cout << "Lambda called with: " << y << std::endl;  
    };  

    func(20); // 输出: Lambda called with: 20  

    return 0;  
}

二、如何使用 std::function

1. 存储不同类型的可调用对象

std::function 可以存储任何可以调用的对象，包括函数、Lambda 表达式和函数对象。

#include <iostream>  
#include <functional>  

int add(int a, int b) {  
    return a + b;  
}  

struct Multiply {  
    int operator()(int a, int b) const {  
        return a * b;  
    }  
};  

int main() {  
    std::function<int(int, int)> func;  

    // 包装普通函数  
    func = add;  
    std::cout << "Add: " << www.devze.comfunc(3, 4) << std::endl; // 输出: Add: 7  

    // 包装函数对象  
    func = Multiply();  
    std::cout << "Multiply: " << func(3, 4) << std::endl; // 输出: Multiply: 12  

    // 包装 Lambda 表达式  
    func = [](int a, int b) { return a - b; };  
    std::cout << "Subtract: " << func(10, 4) << std::endl; // 输出: Subtract: 6  

    return 0;  
}

2. 使用类型推导

C++14引入了泛型Lambda，进一步增强了 std::function 的灵活性：

#include <iostream>  
#include <functional>  

int main() {  
    // 使用 Lambda 表达式的类型推导  
    auto lambda = [](int x) { return x * 2; };  
    std::function<int(int)> func = lambda;  

    std::cout << "Lambda result: " << func(5) << std::endl; // 输出: Lambda result: 10  

    return 0;  
}

三、特点与限制

1. 类型安全

std::function 提供强类型安全，确保传递的可调用对象与指定的函数签名相符。

2. 存储开销

std::function 是一个类型擦除（Type Erasure）机制的实现，它会根据保存的可调用对象的类型动态分配内存。尽管这使得类型更灵活，但也增加了一些运行时开销。

3. 性能考虑

由于类型擦除的特性，std::function 的性能通常低于直接使用函数指针或 Lambda 表达式，特别是在高频调用的场景下。如果对性能有较高要求，建议直接使用函数指针或模板。

四、结合 std::bind

std::bind 是一个C++11引入的函数适配器，允许将某些参数绑定到函数对象或 Lambda 表达式。与 std::function 结合使用可以使代码更灵活。

#include <iostream>  
#include <functional>  

void print(int x, int y) {  
    std::cout << "x: " << x << ", y: " &lDSyjytBBtt;< y << std::endl;  
}  

int main() {  
    // 使用 std::bind 绑定部分参数  
    auto boundFunc = std::bind(print, 10, std::placeholders::_1);  
    
    // `boundFunc` 现在只需要一个参数  
    boundFunc(20); // 输出: x: 10, y: 20  

    return 0;  
}

五、结合标准库的异步操作

在使用异步处理时，std::function 可以存储要在新线程中执行的函数。

#inphpclude <iostream>  
#include <functional>  
#include <thread>  

void asyncTask(int id) {  
    std::phpcout << "Task " << id << " is running." << std::endl;  
}  

int main() {  
    // 声明 std::function  
    std::function<void(int)> task = asyncTask;  

    // 创建新线程  
    std::thread t(task, 1);  
    t.join(); // 等待线程结束  

    return 0;  
}