C++
std :: function: для обертывания любого элемента, вызываемого

Простое использование

#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 :: function, используемая с std :: bind

Подумайте о ситуации, когда нам нужно вызвать функцию с аргументами. std::function используемая с std::bind дает очень мощную конструкцию проекта, как показано ниже.

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 с lambda и 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;
}

«служебные» функции

std::function может вызвать значительные накладные расходы. Поскольку std::function имеет [значение семантики] [1], она должна скопировать или переместить данный вызываемый в себя. Но поскольку он может принимать вызовы произвольного типа, ему часто приходится выделять память динамически для этого.

Некоторые реализации function имеют так называемую «оптимизацию небольших объектов», где небольшие объекты (например, указатели на функции, указатели элементов или функторы с очень маленьким состоянием) будут храниться непосредственно в объекте function . Но даже это работает только в том случае, если тип noexcept . Кроме того, стандарт C ++ не требует, чтобы все реализации обеспечивали один.

Рассмотрим следующее:

//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);
}

Параметр шаблона будет предпочтительным решением для SortMyContainer , но предположим, что это невозможно или желательно по любой причине. SortMyContainer не нужно хранить pred за пределами своего собственного вызова. И все же, pred может хорошо распределять память, если предоставленный ему функтор имеет некоторый нетривиальный размер.

function выделяет память, потому что ей нужно что-то скопировать / переместить; function переходит в собственность вызываемого. Но SortMyContainer не должен владеть вызываемым; это просто ссылка на него. Поэтому использование function здесь является излишним; он может быть эффективным, но может и не быть.

Нет стандартного типа библиотеки, который просто ссылается на вызываемый. Поэтому потребуется найти альтернативное решение, или вы можете жить с накладными расходами.

Кроме того, function не имеет эффективных средств для управления тем, откуда происходят выделения памяти для объекта. Да, у него есть конструкторы, которые берут allocator , но [многие реализации не реализуют их правильно ... или даже вообще ] [2].

Вызов function также медленнее, чем вызов содержимого напрямую. Поскольку любой экземпляр function может содержать любые вызываемые вызовы, вызов через function должен быть косвенным. Накладные расходы function вызова находятся в порядке вызова виртуальной функции.

Связывание std :: function с различными вызываемыми типами

/*
 * 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);
      
}

Жить

Выход:

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

Сохранение аргументов функции в std :: tuple

Некоторым программам необходимо хранить аргументы для будущего вызова некоторой функции.

В этом примере показано, как вызвать любую функцию с аргументами, хранящимися в 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);
}

Жить

Выход:

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