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(, ) << endl; Functor ff = Functor(); // 声明函数对象类型,赋值只能是函数对象
cout << ff(, ) << 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(, ) << endl; // 可以赋值为函数对象
Functor functor;
callableObject = functor;
cout << callableObject(, ) << 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(, ) << 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(, ) << 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。

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