C++ function对象怎么用_C++可调用对象包装器std::function详解-C++-PHP中文网

C++ function对象怎么用_C++可调用对象包装器std::function详解

冰火之心

发布： 2025-12-04 11:00:36

原创

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std::function 是 C++11 引入的可调用对象包装器，定义于 functional 头文件中，能统一封装函数、lambda、函数对象、成员函数等可调用实体。它通过模板语法 std::function<返回类型(参数...)> 声明，支持类型安全的调用封装，常用于回调机制、事件处理等场景，并可检查空状态以确保有效性。

c++ function对象怎么用_c++可调用对象包装器std::function详解

在C++中，函数对象（function object）是一种可以像函数一样被调用的对象。而 std::function 是 C++11 引入的一个通用可调用对象包装器，它能够封装各种类型的可调用实体，包括普通函数、函数指针、lambda 表达式、函数对象（重载了 operator() 的类对象）、以及成员函数指针等。

什么是 std::function？

std::function 定义在头文件 functional 中，是一个模板类，用于统一和泛化对可调用对象的处理。它的主要作用是提供一个类型安全且统一的接口来保存、传递和调用不同形式的可调用对象。

基本语法如下：

std::function<返回类型(参数类型...)> 变量名;

如何使用 std::function 包装不同类型的可调用对象？

下面展示几种常见的可调用对象如何通过 std::function 进行包装。

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1. 包装普通函数

普通函数是最简单的可调用对象。

#include <functional>
#include <iostream>

void greet() {
std::cout << "Hello, world!" << std::endl;
}

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

int main() {
std::function<void()> f1 = greet;
f1(); // 输出: Hello, world!

std::function<int(int, int)> f2 = add;
std::cout << f2(3, 4) << std::endl; // 输出: 7

return 0;
}

2. 包装 Lambda 表达式

Lambda 是最常与 std::function 配合使用的特性之一。

auto lambda = [](int x) { return x * x; };
std::function<int(int)> f = lambda;
std::cout << f(5) << std::endl; // 输出: 25

也可以直接赋值 lambda：

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std::function<int(int)> f = [](int x) { return x * x; };

3. 包装函数对象（仿函数）

自定义类重载了 operator() 后，其实例就是函数对象。

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

std::function<int(int, int)> f = Multiply{};
std::cout << f(3, 4) << std::endl; // 输出: 12

4. 包装类成员函数

成员函数需要绑定对象实例才能调用，通常配合 std::bind 或 lambda 使用。

class Calculator {
public:
int multiply(int a, int b) {
return a * b;
}
};

Calculator calc;
std::function<int(Calculator&, int, int)> f1 = &Calculator::multiply;
std::cout << f1(calc, 3, 4) << std::endl; // 输出: 12

// 更常用的是绑定具体对象
std::function<int(int, int)> f2 = std::bind(&Calculator::multiply, &calc, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
std::cout << f2(3, 4) << std::endl; // 输出: 12

或者使用 lambda 简化：

std::function<int(int, int)> f3 = [&calc](int a, int b) {
return calc.multiply(a, b);
};

5. std::function 的空状态检查

std::function 可以像指针一样检查是否包含有效的可调用对象。

std::function<void()> f;
if (!f) {
std::cout << "f is empty" << std::endl;
}
f = []{ std::cout << "Now assigned" << std::endl; };
if (f) {
f(); // 调用
}

6. 在回调机制中的应用

std::function 常用于实现回调函数，提升代码灵活性。

class EventManager {
private:
std::function<void()> callback;

public:
void setCallback(std::function<void()> cb) {
callback = cb;
}

void trigger() {
if (callback) callback();
}
};

EventManager em;
em.setCallback([]{ std::cout << "Callback triggered!" << std::endl; });
em.trigger(); // 输出: Callback triggered!