C++ 包装器 std::function_c++ std::func-优快云博客

在C++中，std::function 是一个模板类，它用作一个通用的可调用对象包装器，能够存储、复制和调用任何可调用的目标（如普通函数、lambda表达式、函数对象、成员函数等）。std::function 提供了高度灵活的函数调用机制，在C++中非常有用，尤其是在回调机制、事件处理、异步编程等场景中。

1. `std::function` 基本用法

std::function 是一个可以存储任意可调用对象的包装器，它可以存储以下几类可调用对象：

普通函数
Lambda 表达式
函数对象（重载了operator()的类）
成员函数

基本语法

#include <iostream>
#include <functional> // 包含 std::function

void normalFunction(int x) {
std::cout << "普通函数被调用，值: " << x << std::endl;
}

int main() {
// std::function包装一个普通函数，函数签名为 void(int)
std::function<void(int)> func = normalFunction;
func(10); // 调用 std::function

return 0;
}

在上面的例子中，std::function<void(int)> 包装了一个接受 int 参数且返回 void 的普通函数 normalFunction。

包装 Lambda 表达式

int main() {
std::function<void(int)> lambdaFunc = [](int x) {
std::cout << "Lambda 表达式被调用，值: " << x << std::endl;
};
lambdaFunc(20); // 调用 lambda 表达式

return 0;
}

包装函数对象

#include <iostream>
#include <functional> // 包含 std::function

struct Functor {
void operator()(int x) const {
std::cout << "函数对象被调用，值: " << x << std::endl;
}
};

int main() {
std::function<void(int)> funcObj = Functor();
funcObj(30); // 调用函数对象

return 0;
}

包装成员函数

使用成员函数时，需要结合 std::bind 或 Lambda 表达式来捕获对象指针。

#include <iostream>
#include <functional> // 包含 std::function

struct MyClass {
void memberFunction(int x) {
std::cout << "成员函数被调用，值: " << x << std::endl;
}
};

int main() {
MyClass obj;
std::function<void(int)> memFunc = std::bind(&MyClass::memberFunction, &obj, std::placeholders::_1);
memFunc(40); // 调用成员函数

return 0;
}

2. 应用场景

2.1 回调机制

在事件驱动编程中，常常需要使用回调函数。例如在按钮点击、网络请求完成后需要执行的操作，可以使用 std::function 来动态传递不同的回调函数。

#include <iostream>
#include <functional> // 包含 std::function

void registerCallback(std::function<void()> callback) {
std::cout << "回调注册成功！" << std::endl;
callback(); // 调用回调函数
}

int main() {
registerCallback([]() {
std::cout << "回调函数被调用！" << std::endl;
});

return 0;
}

2.2 事件处理

std::function 可以用来处理复杂的事件系统，每个事件触发后执行不同的函数：

#include <iostream>
#include <functional> // 包含 std::function

class Button {
public:
std::function<void()> onClick;

void click() {
if (onClick) {
onClick(); // 触发回调
}
}
};

int main() {
Button button;
button.onClick = []() {
std::cout << "按钮被点击！" << std::endl;
};

button.click(); // 模拟按钮点击

return 0;
}

2.3 异步编程与任务调度

在异步任务中，std::function 可以用于存储需要在任务完成后执行的操作。

#include <iostream>
#include <functional> // 包含 std::function
#include <thread>

void asyncOperation(std::function<void(int)> callback) {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 模拟异步操作
callback(100); // 操作完成，执行回调
}

int main() {
asyncOperation([](int result) {
std::cout << "异步操作完成，结果: " << result << std::endl;
});

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 确保主线程等待异步操作
return 0;
}