c++ function


概述

類模版std::function是一種通用、多態的函數封裝。std::function的實例可以對任何可以調用的目標實體進行存儲、復制、和調用操作,這些目標實體包括普通函數、Lambda表達式、函數指針、以及其它函數對象等。std::function對象是對C++中現有的可調用實體的一種類型安全的包裹(我們知道像函數指針這類可調用實體,是類型不安全的)。

通常std::function是一個函數對象類,它包裝其它任意的函數對象,被包裝的函數對象具有類型為T1, …,TN的N個參數,並且返回一個可轉換到R類型的值。std::function使用 模板轉換構造函數接收被包裝的函數對象;特別是,閉包類型可以隱式地轉換為std::function。

簡單概述:通過std::functionC++中各種可調用實體(普通函數、Lambda表達式、函數指針、仿函數以及其它函數對象等)的封裝,形成一個新的可調用的、統一的std::function對象。

使用方法

使用std::function的感覺就是“萬眾歸一”:

#include <functional>

#include <iostream>

using namespace std;

std::function<int(int)> Functional;

 

int TestFunc(int a){ return a;}// 普通函數

auto lambdaFn = [](int a)->int{ return a; };// Lambda表達式

class Functor{// 仿函數(functor)

 public:

    int operator()(int a){return a;}

};

class TestClass{

 public:

    int ClassMember(int a) { return a; }// 1.類成員函數

    static int StaticMember(int a) { return a; }// 2.類靜態函數

};

int main()

{

    // 普通函數

    Functional = TestFunc;

    int result = Functional(10);

    cout << "普通函數:"<< result << endl;

 

    // Lambda表達式

    Functional = lambdaFn;

    result = Functional(20);

    cout << "Lambda表達式:"<< result << endl;

 

    // 仿函數

    Functor testFunctor;

    Functional = testFunctor;

    result = Functional(30);

    cout << "仿函數:"<< result << endl;

 

    // 類成員函數

    TestClass testObj;

    Functional = std::bind(&TestClass::ClassMember, testObj, std::placeholders::_1);

    result = Functional(40);

    cout << "類成員函數:"<< result << endl;

 

    // 類靜態函數

    Functional = TestClass::StaticMember;

    result = Functional(50);

    cout << "類靜態函數:"<< result << endl;

    return 0;

}

對於各個可調用實體轉換成std::function類型的對象,上面的代碼都有,運行一下代碼,閱讀一下上面那段簡單的代碼。總結了簡單的用法以后,來看看一些需要注意的事項:

  • 關於可調用實體轉換為std::function對象需要遵守以下兩條原則:
    • 轉換后的std::function對象的參數能轉換為可調用實體的參數;
    • 可調用實體的返回值能轉換為std::function對象的返回值。
  • std::function對象最大的用處就是在實現函數回調,使用者需要注意,它不能被用來檢查相等或者不相等,但是可以與NULL或者nullptr進行比較。

目的

std::function實現了一套類型消除機制,可以統一處理不同的函數對象類型。以前可以使用函數指針來完成這些(但不能完全實現);現在我們可以使用更安全的std::function來完成這些任務。

 

再看一個示例:

int add(int i, int j) { return i + j; }

struct divide{

    int operator()(int i, int j){return i / j;}

};

std::map<std::string, int(*)(int, int)>> ops = {

    {"+", add},

    {"-", std::minus<int>()},

    {"*", [](int i, int j) {return i * j; }},

    {"/", divide()},

};

無法直接將ops中的可調用對象直接轉換成int(*)(int, int),因此不是所有類型可以強制轉換為函數指針, 編譯不通過

將上述代碼修改如下,一切搞定

std::cout<<"test function<T>:\n";

std::map<std::string, std::function<int(int, int)>> ops = {

    {"+", add},

    {"-", std::minus<int>()},

    {"*", [](int i, int j) {return i * j; }},

    {"/", divide()},

};

std::cout<<"+:\t"<<ops["+"](1, 2)<<"\n";

std::cout<<"-:\t"<<ops["-"](1, 2)<<"\n";

std::cout<<"*:\t"<<ops["*"](1, 2)<<"\n";

std::cout<<"/:\t"<<ops["/"](1, 2)<<"\n";

std::cout<<"test function<T> done.\n"<<std::endl;


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