c++中std::function的用法详解_c++ std::function函数包装器使用说明-C++-PHP中文网

c++中std::function的用法详解_c++ std::function函数包装器使用说明

裘德小鎮的故事

发布： 2025-10-19 18:24:02

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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，支持普通函数、lambda表达式、仿函数、成员函数指针等，通过类型擦除实现统一接口，适用于回调机制、策略模式和任务容器等场景，虽有轻微性能开销但提升了代码灵活性和可维护性。

c++中std::function的用法详解_c++ std::function函数包装器使用说明

在C++中，std::function 是一个通用的函数包装器，定义在 <functional> 头文件中。它能够封装各种可调用对象，包括普通函数、函数指针、lambda表达式、绑定表达式（如 std::bind）、以及仿函数（重载了 operator() 的类对象）。这使得 std::function 成为实现回调机制、事件处理、延迟执行等场景的强大工具。

基本语法与定义方式

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

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()> 表示无参数无返回值的函数包装器。
std::function<double(std::string)> 表示接受字符串并返回double的函数对象。

声明后可以像函数一样调用：

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std::function<int(int, int)> func = [](int a, int b) { return a + b; };
int result = func(3, 4); // result == 7

支持的可调用对象类型

std::function 能统一管理多种类型的可调用实体，使用起来非常灵活。

1. 普通函数

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int add(int a, int b) { return a + b; }
std::function<int(int, int)> f1 = add;
f1(2, 3); // 返回 5

2. Lambda 表达式

auto lambda = [](const std::string& s) { return s.size(); };
std::function<size_t(const std::string&)> f2 = lambda;
f2("hello"); // 返回 5

3. 函数对象（仿函数）

struct Multiply {
int operator()(int a, int b) const { return a * b; }
};
std::function<int(int, int)> f3 = Multiply{};
f3(4, 5); // 返回 20

4. 成员函数指针（需绑定对象）

struct Greeter {
void say(const std::string& msg) { std::cout << msg << std::endl; }
};
Greeter g;
std::function<void()> f4 = std::bind(&Greeter::say, &g, "Hi!");
f4(); // 输出 Hi!

常见应用场景

1. 回调函数
在异步操作或事件驱动编程中，常使用 std::function 作为回调参数类型。

void async_op(std::function<void(int)> callback) {
    // 模拟异步完成
    callback(42);
}

async_op([](int value) {
    std::cout << "Result: " << value << std::endl;
});

2. 策略模式或运行时选择行为
可以根据条件动态切换不同的算法实现。

std::function<double(double, double)> operation;
if (op == "+") operation = [](double a, double b) { return a + b; };
else if (op == "*") operation = [](double a, double b) { return a * b; };

double result = operation(3.0, 4.0);

3. 存储到容器中
将不同类型的可调用对象存入 vector 或 map 中统一管理。

std::vector<std::function<void()>> tasks;
tasks.push_back([]{ std::cout << "Task 1\n"; });
tasks.push_back([]{ std::cout << "Task 2\n"; });

for (auto& task : tasks) task();

注意事项与性能考量

std::function 内部使用“类型擦除”技术，带来灵活性的同时也引入一定的开销。

调用性能略低于直接调用函数或lambda（通常一次间接跳转）。
占用内存比普通函数指针大（通常为几个指针大小）。
赋值空值后调用会抛出 std::bad_function_call 异常。

检查是否包含有效可调用对象：

std::function<void()> f;
if (f) {
f();
} else {
std::cout << "No function set.\n";
}

基本上就这些。std::function 提供了统一接口来处理各种可调用对象，让代码更清晰、更易扩展，虽然有轻微性能代价，但在大多数场景下是值得使用的。关键是理解其封装机制和适用边界。

以上就是c++++中std::function的用法详解_c++ std::function函数包装器使用说明的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！