std::function实现原理简述

灰太狼 2022-09-11 08:28 134阅读 0赞

实际上，每个function实例都根据函数类型的中返回值和参数类型推演出一个特例化，然后用**类的成员变量**去保留用这个函数类型的产生的**函数指针**，使用的时候实际上调用该类的小括号运算符重载`operator()`

int sum(int a,int b){
      return a+b;
    }
    
    template <typename R>
    class MyFunction{};
    
    /*
    部分特例化
    R:operator()的返回值，Arg1，Arg1为operator()的形参类型
    */
    template <typename R,typename Arg1,typename Arg2>
    class MyFunction<R(Arg1,Arg2)>{
    public:
      using Pfunc = R(*)(Arg1,Arg2); //定义用户传入的对于函数类型的函数指针 
      //typedef R(*Pfunc)(Arg...);
      MyFunction(Pfunc pfunc):pfunc_(pfunc){
        cout<<"call MyFunction(Pfunc pfunc)"<<"\n";
      }
      R operator()(Arg1 a1,Arg2 a2){
        cout <<"R operator()(Arg1 a1,Arg2 a2)"<<endl;
        return pfunc_(a1,a2);
      }
    private:
      Pfunc pfunc_;//用来保留外部传入的可调用目标
    };

**使用时和标准库中无差别：**

int main(){
      //使用标准库中的function来保留可调用目标类的成员变量
      std::function<int(int,int)>  func1 = sum;
      cout<<func1(10,10)<<endl;;
    
      //使用自定义的fuction来保留可调用目标到类的成员变量
      MyFunction<int(int,int)> func2 = sum;
      cout<<func2(10,20)<<endl; //func2.operator()(10,20)
      return 0;
    }

上面的方式可以满足我们的需求，但是这样有个缺点，`std::function`保留的可调用目标的**参数个数是不确定的**，**返回值肯定只能有一个**，不能每次都根据不同的参数个数，去产生一大堆不一样的部分特例化，这样显然是不现实。c++11提供了模板**可变参**，可以将上面模板修改如下：

template <typename R,typename... Arg>
    class MyFunction<R(Arg...)>{
    public:
      using Pfunc = R(*)(Arg...); //定义用户传入的对于函数类型的函数指针 
      //typedef R(*Pfunc)(Arg...);
      MyFunction(Pfunc pfunc):pfunc_(pfunc){
        cout<<"call MyFunction(Pfunc pfunc)"<<"\n";
      }
      R operator()(Arg... arg){
        cout <<"R operator()(Arg...)"<<endl;
        return pfunc_(arg...);
      }
    private:
      Pfunc pfunc_;//用来保留外部传入的可调用目标
    };