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std::function
定义
实现原理
应用
注意事项
std::function
定义
类模板 std::function 是一种通用的、多态的函数封装。
std::function 的实例可以对任何可以调用的目标实体进行存储、复制和调用操作，这些目标实体包括普通函数、Lambda 表达式、函数指针以及其他函数对象等。
std::function 对象是对 C++ 中现有的可调用实体的一种类型安全的包裹（像函数指针这类可调用实体，是类型不安全的）。
通常 std::function 是一个函数对象类，它包装其它任意的函数对象，被包装的函数对象具有类型为 T1, ..., TN 的 N 个参数，并且返回一个可转换到 R 类型的值。std::function 使用模板转换构造函数接收被包装的函数对象；特别是，闭包类型可以隐式地转换为 std::function。
实现原理
-
通过类的多态，即通过虚表来达到多态；
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通过 C 语言的函数指针来实现；
单参数类模板，是 function<int(int)> 或 function<String(int)> 等格式的类模板：
template<class R, typename Arg0>
class myfunction<R(Arg0)>
{
public:
R operator()(Arg0 arg0)
{
return ...;
}
}
若实现可以调用不同的函数，模板函数首先要有一个指针，而且该指针具有多态性（C++ 通过基继承和虚表），故需要有一个基类指针使得所有继承于该类的子类成员，使用 virtual 关键字创建虚表：
template<class R, typename Arg0>
class myfunction<R(Arg0)> function
{
private:
class __callbase{
public:
virtual R operator()(Arg0 arg0) = 0;
virtual ~__callbase(){ }
};
__callbase *base_;
public:
R operator()(Arg0 arg0){
return (*__callbase)(arg0);
}
};
实现子类：
class myfunction<R(Arg0)> function{
private:
template<typename F>
class __callable : public __callbase {
public:
// 增加指向赋值给 function 类的函数指针或函数类对象
callable(F functor)
: functor(functor){ }
// 指向后重载操作符进行直接调用
virtual R operatr()(Arg0 arg0){
return functor(arg0);
}
private:
// 指向具体的函数或函数类对象，由模板推导
F functor;
};
public:
template<typename F>
myfunction(F f):base_(new __callable<F>(f)){
}
~myfunction(){
if(base_){
delete base_;
base_ = nullptr;
}
}
};
应用
通过 std::function 对 C++ 中各种可调用实体（普通函数、Lambda 表达式、函数指针、 仿函数以及其它函数对象等）的封装，形成一个新的可调用的、统一的 std::function 对象。
#include <functional>
#include <iostream>
using namespace std;
std::function<int(int)> Functional;
int TestFunc(int a){ return a;}// 普通函数
auto lambdaFn = [](int a)->int{ return a; };// Lambda表达式
class Functor{ // 仿函数(functor)
public:
int operator()(int a){return a;}
};
class TestClass{
public:
int ClassMember(int a) { return a; }// 1.类成员函数
static int StaticMember(int a) { return a; }// 2.类静态函数
};
int main()
{
// 普通函数
Functional = TestFunc;
int result = Functional(10);
cout << "普通函数："<< result << endl;
// Lambda表达式
Functional = lambdaFn;
result = Functional(20);
cout << "Lambda表达式："<< result << endl;
// 仿函数
Functor testFunctor;
Functional = testFunctor;
result = Functional(30);
cout << "仿函数："<< result << endl;
// 类成员函数
TestClass testObj;
Functional = std::bind(&TestClass::ClassMember, testObj
, std::placeholders::_1);
result = Functional(40);
cout << "类成员函数："<< result << endl;
// 类静态函数
Functional = TestClass::StaticMember;
result = Functional(50);
cout << "类静态函数："<< result << endl;
return 0;
}
注意事项
