C++
std :: function: per avvolgere qualsiasi elemento che è callable

Uso semplice

#include <iostream>
#include <functional>
std::function<void(int , const std::string&)> myFuncObj;
void theFunc(int i, const std::string& s)
{
    std::cout << s << ": " << i << std::endl;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    myFuncObj = theFunc;
    myFuncObj(10, "hello world");
}

std :: funzione usata con std :: bind

Pensa a una situazione in cui dobbiamo richiamare una funzione con argomenti. std::function usata con std::bind fornisce un costrutto di design molto potente come mostrato di seguito.

class A
{
public:
    std::function<void(int, const std::string&)> m_CbFunc = nullptr;
    void foo()
    {
        if (m_CbFunc)
        {
            m_CbFunc(100, "event fired");
        }
    }

};

class B
{
public:
    B()
    {
        auto aFunc = std::bind(&B::eventHandler, this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
        anObjA.m_CbFunc = aFunc;
    }
    void eventHandler(int i, const std::string& s)
    {
        std::cout << s << ": " << i << std::endl;
    }

    void DoSomethingOnA()
    {
        anObjA.foo();
    }

    A anObjA;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
     B anObjB;
     anObjB.DoSomethingOnA();
}

std :: function con lambda e std :: bind

#include <iostream>
#include <functional>

using std::placeholders::_1; // to be used in std::bind example

int stdf_foobar (int x, std::function<int(int)> moo)
{
    return x + moo(x); // std::function moo called
}

int foo (int x) { return 2+x; }

int foo_2 (int x, int y) { return 9*x + y; }

int main()
{
    int a = 2;

    /* Function pointers */
    std::cout << stdf_foobar(a, &foo) << std::endl; // 6 ( 2 + (2+2) )
    // can also be: stdf_foobar(2, foo)

    /* Lambda expressions */
    /* An unnamed closure from a lambda expression can be
     * stored in a std::function object:
     */
    int capture_value = 3;
    std::cout << stdf_foobar(a,
                             [capture_value](int param) -> int { return 7 + capture_value * param; })
              << std::endl;
    // result: 15 ==  value + (7 * capture_value * value) == 2 + (7 + 3 * 2)

    /* std::bind expressions */
    /* The result of a std::bind expression can be passed.
     * For example by binding parameters to a function pointer call:
     */    
    int b = stdf_foobar(a, std::bind(foo_2, _1, 3));
    std::cout << b << std::endl;
    // b == 23 == 2 + ( 9*2 + 3 )
    int c = stdf_foobar(a, std::bind(foo_2, 5, _1));
    std::cout << c << std::endl;
    // c == 49 == 2 + ( 9*5 + 2 )

    return 0;
}

overhead `function`

std::function può causare un overhead significativo. Poiché std::function ha [valore semantica] [1], deve copiare o spostare il dato callable in se stesso. Ma dal momento che può assumere callable di tipo arbitrario, spesso è necessario allocare la memoria in modo dinamico per farlo.

Alcune implementazioni di function hanno il cosiddetto "ottimizzazione di piccoli oggetti", dove piccoli tipi (come puntatori di funzioni, puntatori di membri o funtori con uno stato molto piccolo) saranno memorizzati direttamente nell'oggetto function . Ma anche questo funziona solo se il tipo non è noexcept . Inoltre, lo standard C ++ non richiede che tutte le implementazioni ne forniscano una.

Considera quanto segue:

//Header file
using MyPredicate = std::function<bool(const MyValue &, const MyValue &)>;

void SortMyContainer(MyContainer &C, const MyPredicate &pred);

//Source file
void SortMyContainer(MyContainer &C, const MyPredicate &pred)
{
    std::sort(C.begin(), C.end(), pred);
}

Un parametro template sarebbe la soluzione preferita per SortMyContainer , ma supponiamo che questo non sia possibile o desiderabile per qualsiasi motivo. SortMyContainer non ha bisogno di memorizzare pred oltre la propria chiamata. Eppure, pred può ben allocare memoria se il funtore che gli viene dato è di una dimensione non banale.

function alloca la memoria perché ha bisogno di qualcosa da copiare / spostare; function assume la proprietà del chiamabile. Ma SortMyContainer non ha bisogno di possedere il callable; lo sta solo facendo riferimento. Quindi usare la function qui è eccessivo; potrebbe essere efficiente, ma potrebbe non farlo.

Non esiste un tipo di funzione di libreria standard che si riferisca semplicemente a un callable. Quindi dovrà essere trovata una soluzione alternativa, oppure puoi scegliere di vivere con il sovraccarico.

Inoltre, la function non ha mezzi efficaci per controllare da dove provengono le allocazioni di memoria per l'oggetto. Sì, ha costruttori che accettano un allocator , ma [molte implementazioni non le implementano correttamente ... o addirittura affatto ] [2].

Chiamare una function è anche più lento di chiamare direttamente i contenuti. Poiché qualsiasi istanza di function può contenere un chiamabile, la chiamata attraverso una function deve essere indiretta. L'overhead della function di chiamata è nell'ordine di una chiamata di funzione virtuale.

Legatura std :: funzione a tipi diversi chiamabili

/*
 * This example show some ways of using std::function to call
 *  a) C-like function
 *  b) class-member function
 *  c) operator()
 *  d) lambda function
 *
 * Function call can be made:
 *  a) with right arguments
 *  b) argumens with different order, types and count
 */
#include <iostream>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <vector>

using std::cout;
using std::endl;
using namespace std::placeholders;



// simple function to be called
double foo_fn(int x, float y, double z)
{
  double res = x + y + z;
  std::cout << "foo_fn called with arguments: " 
            << x << ", " << y << ", " << z 
            << " result is : " << res 
            << std::endl;
  return res;
}

// structure with member function to call
struct foo_struct
{
    // member function to call
    double foo_fn(int x, float y, double z)
    {
        double res = x + y + z;
        std::cout << "foo_struct::foo_fn called with arguments: " 
                << x << ", " << y << ", " << z 
                << " result is : " << res 
                << std::endl;
        return res;
    }
    // this member function has different signature - but it can be used too
    // please not that argument order is changed too
    double foo_fn_4(int x, double z, float y, long xx)
    {
        double res = x + y + z + xx;
        std::cout << "foo_struct::foo_fn_4 called with arguments: " 
                << x << ", " << z << ", " << y << ", " << xx
                << " result is : " << res 
                << std::endl;
        return res;
    }
    // overloaded operator() makes whole object to be callable
    double operator()(int x, float y, double z)
    {
        double res = x + y + z;
        std::cout << "foo_struct::operator() called with arguments: " 
                << x << ", " << y << ", " << z 
                << " result is : " << res 
                << std::endl;
        return res;
    }
};


int main(void)
{
  // typedefs
  using function_type = std::function<double(int, float, double)>;

  // foo_struct instance
  foo_struct fs;
  
  // here we will store all binded functions 
  std::vector<function_type> bindings;

  // var #1 - you can use simple function
  function_type var1 = foo_fn;
  bindings.push_back(var1);
  
  // var #2 - you can use member function 
  function_type var2 = std::bind(&foo_struct::foo_fn, fs, _1, _2, _3);
  bindings.push_back(var2);
  
  // var #3 - you can use member function with different signature
  // foo_fn_4 has different count of arguments and types
  function_type var3 = std::bind(&foo_struct::foo_fn_4, fs, _1, _3, _2, 0l);
  bindings.push_back(var3);

  // var #4 - you can use object with overloaded operator() 
  function_type var4 = fs;
  bindings.push_back(var4);

  // var #5 - you can use lambda function
  function_type var5 = [](int x, float y, double z)
    {
        double res = x + y + z;
        std::cout << "lambda  called with arguments: " 
                << x << ", " << y << ", " << z 
                << " result is : " << res 
                << std::endl;
        return res;
    };
  bindings.push_back(var5);
    
  std::cout << "Test stored functions with arguments: x = 1, y = 2, z = 3" 
            << std::endl;
  
  for (auto f : bindings)
      f(1, 2, 3);
      
}

Vivere

Produzione:

Test stored functions with arguments: x = 1, y = 2, z = 3
foo_fn called with arguments: 1, 2, 3 result is : 6
foo_struct::foo_fn called with arguments: 1, 2, 3 result is : 6
foo_struct::foo_fn_4 called with arguments: 1, 3, 2, 0 result is : 6
foo_struct::operator() called with arguments: 1, 2, 3 result is : 6
lambda  called with arguments: 1, 2, 3 result is : 6

Memorizzazione degli argomenti delle funzioni in std :: tuple

Alcuni programmi richiedono quindi di archiviare argomenti per chiamate future di alcune funzioni.

Questo esempio mostra come chiamare qualsiasi funzione con argomenti memorizzati in std :: tuple

#include <iostream>
#include <functional>
#include <tuple>
#include <iostream>

// simple function to be called
double foo_fn(int x, float y, double z)
{
   double res =  x + y + z;
   std::cout << "foo_fn called. x = " << x << " y = " << y << " z = " << z
             << " res=" << res;
   return res;
}

// helpers for tuple unrolling
template<int ...> struct seq {};
template<int N, int ...S> struct gens : gens<N-1, N-1, S...> {};
template<int ...S> struct gens<0, S...>{ typedef seq<S...> type; };

// invocation helper 
template<typename FN, typename P, int ...S>
double call_fn_internal(const FN& fn, const P& params, const seq<S...>)
{
   return fn(std::get<S>(params) ...);
}
// call function with arguments stored in std::tuple
template<typename Ret, typename ...Args>
Ret call_fn(const std::function<Ret(Args...)>& fn, 
            const std::tuple<Args...>& params)
{
    return call_fn_internal(fn, params, typename gens<sizeof...(Args)>::type());
}


int main(void)
{
  // arguments
  std::tuple<int, float, double> t = std::make_tuple(1, 5, 10);
  // function to call
  std::function<double(int, float, double)> fn = foo_fn;
  
  // invoke a function with stored arguments
  call_fn(fn, t);
}

Vivere

Produzione:

foo_fn called. x = 1 y = 5 z = 10 res=16