callable object与新增的function相关 C++11中万能的可调用类型声明std::function<...>

　　在c++11中，一个callable object(可调用对象)可以是函数指针、lambda表达式、重载()的某类对象、bind包裹的某对象等等，有时需要统一管理一些这几类对象，新增的function就是为此而生。function位于functional头文件，可以看做是那几类callable object的抽象表示。

#include<iostream>
#include<functional>
using namespace std;
 
int f_add(int i,int j){return i+j;}
 
auto l_add = [](int i,int j){return i+j;};
 
class c_add{
public:
    c_add()=default;
    int operator()(int i,int j){return i+j;}
};
 
int main()
{
    function<int(int,int)> f1 = f_add;
    function<int(int,int)> f2 = l_add;
    function<int(int,int)> f3 = c_add();
 
    cout<<"f1 add: "<<f1(3,4)<<endl; 
　　cout<<"f2="" add:="" "<<f2(3,4)<<endl;
 　　cout<<"f3="" "<<f3(3,4)<<endl;
　　cout<<"end="" in="" main\n";
 }
//f_add是普通的函数，l_add是lambda表达式，c_add重载了()操作符，都能起到计算两个int和的效果，他们都可以用function对象来“存储”。这东西虽然很方便，但总感觉平时不会用到太多。

 

C++11中万能的可调用类型声明std::function<...>

　　在C++11中，callable object 包括传统C函数，C++成员函数，函数对象（实现了（）运算符的类的实例），lambda表达式（特殊函数对象）共4种。程序设计，特别是程序库设计时，经常需要涉及到回调，如果针对每种不同的callable object单独进行声明类型，代码将会非常散乱，也不灵活。如下示例：

　　　　

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

// 传统C函数
int c_function(int a, int b)
{
    return a + b;
}

// 函数对象
class Functor
{
public:
    int operator()(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }
};

int main(int argc, char** argv)
{
    int(*f)(int, int);    // 声明函数类型，赋值只能是函数指针
    f = c_function;
    cout << f(3, 4) << endl;

    Functor ff = Functor(); // 声明函数对象类型，赋值只能是函数对象
    cout << ff(3, 4) << endl;
}

　　幸运的是，C++标准库的头文件里定义了std::function<>模板，此模板可以容纳所有类型的callable object.示例代码如下：

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;

// 传统C函数
int c_function(int a, int b)
{
    return a + b;
}

// 函数对象
class Functor
{
public:
    int operator()(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }
};

int main(int argc, char** argv)
{
    // 万能可调用对象类型
    std::function<int(int, int)> callableObject;

    // 可以赋值为传统C函数指针
    callableObject = c_function;
    cout << callableObject(3, 4) << endl;

    // 可以赋值为函数对象
    Functor functor;
    callableObject = functor;
    cout << callableObject(3, 4) << endl;

    // 可以赋值为lambda表达式（特殊函数对象）
    callableObject = [](int a, int b){
        return a + b;
    };
    cout << callableObject(3, 4) << endl;
}

　　std::function<>的这种多态能力确实很强，这样可以定义一个回调列表，而列表的元素可接受的可调用物类型并不相同。如下：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <list>
using namespace std;

// 传统C函数
int c_function(int a, int b)
{
    return a + b;
}

// 函数对象
class Functor
{
public:
    int operator()(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }
};

int main(int argc, char** argv)
{
    Functor functor;
    std::list<std::function<int(int, int)>> callables;

    callables.push_back(c_function);
    callables.push_back(functor);
    callables.push_back([](int x, int y)->int{
        return x + y;
    });

    for (const auto& e : callables)
    {
        cout << e(3, 4) << endl;
    }
}

　　对于使用C回调机制的程序库来说，C++的std::function<>能兼容传统C函数指针，所以库这一端使用std::function<>代替函数指针，并不会影响旧有客户端程序的编码方式。