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C++如何使用std::function_C++通用可调用对象包装器

穿越時空
发布: 2025-12-02 13:53:02
原创
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std::function 是 C++ 中用于封装可调用对象的通用包装器,定义于 <functional> 头文件中,支持普通函数、lambda 表达式、仿函数、绑定表达式及类成员函数的存储与调用,适用于回调机制、事件处理等场景,语法为 std::function<返回值(参数)>,可通过赋值统一调用不同类型的可调用对象,但存在类型擦除带来的运行时开销,需注意性能影响及空目标检查。

c++如何使用std::function_c++通用可调用对象包装器

在C++中,std::function 是一个通用的可调用对象包装器,定义在 <functional> 头文件中。它能够存储、复制和调用任何可调用目标——包括普通函数、函数指针、lambda表达式、绑定表达式(如 bind)、以及重载了函数调用操作符的类对象(仿函数)。这使得 std::function 成为实现回调机制、事件处理、延迟执行等场景的理想选择。

基本语法与声明

std::function 的模板参数是一个函数类型签名,格式为 std::function<返回值(参数类型...)>

例如:

  • std::function<int(int, int)> 可以保存接受两个 int 并返回 int 的可调用对象
  • std::function<void()> 可以保存无参无返回值的函数或 lambda

使用前需包含头文件:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

#include <functional>

包装不同类型的可调用对象

std::function 能统一处理多种调用形式:

1. 普通函数

void hello() { std::cout << "Hello\n"; }
std::function<void()> func = hello;
func(); // 输出 Hello

2. Lambda 表达式

auto lambda = []() { std::cout << "Lambda called\n"; };
std::function<void()> func = lambda;
func(); // 输出 Lambda called

3. 函数对象(仿函数)

struct Printer {
  void operator()() const { std::cout << "Functor called\n"; }
};
std::function<void()> func = Printer{};
func();

4. 类成员函数

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需要结合 std::bind 或使用对象实例绑定 this 指针:

struct Greeter {
  void greet(const std::string& name) { std::cout << "Hi, " << name << "\n"; }
};
Greeter g;
std::function<void(std::string)> func = std::bind(&Greeter::greet, &g, std::placeholders::_1);
func("Tom"); // 输出 Hi, Tom

实际应用场景

std::function 常用于需要传递行为的场合:

回调函数

using Callback = std::function<void(int)>;

void triggerEvent(Callback cb) {
  if (cb) cb(42);
}

triggerEvent([](int x) { std::cout << "Received: " << x << "\n"; }); // 输出 Received: 42

策略模式或状态机

将不同逻辑封装为可调用对象,运行时动态切换:

std::function<double(double, double)> operation;
operation = [](double a, double b) { return a + b; }; // 加法
std::cout << operation(3.0, 4.0) << "\n"; // 输出 7
operation = [](double a, double b) { return a * b; }; // 切换为乘法
std::cout << operation(3.0, 4.0) << "\n"; // 输出 12

注意事项与性能

std::function 使用类型擦除技术,内部可能涉及堆内存分配(尤其是捕获较多变量的 lambda),因此有一定运行时开销。对于性能敏感场景,应避免频繁创建和复制 std::function 对象。

检查是否包含有效目标:

std::function<void()> func;
if (func) {
  func();
} else {
  std::cout << "No callable target\n";
}

基本上就这些。std::function 提供了灵活而统一的方式管理可调用对象,是现代 C++ 编程中处理回调和高阶函数的重要工具。掌握它的用法能让代码更清晰、模块化更强。

以上就是C++如何使用std::function_C++通用可调用对象包装器的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

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