C++11 – std::function简要介绍以及可包装函数的几种形式总结

1 std::function

函数模板形式：

template <class T>函数；//未定义
模板<class Ret，class ... Args> class function <Ret（Args ...）>;

1.1 函数模板说明

std::function是一个函数包装器模板，该函数包装器模板可以包装任意可以调用的元素，其包装器的类型只依赖于其调用特征，而不依赖于可调用元素自身的类型。

std::function可包装下列可调用元素类型：

• 函数
• 函数指针
• 类成员函数
• 任意类型的函数可调用对象（比如重载了operator（）操作符并且拥有函数闭包的函数体对象）
• ...

std::function对象可被拷贝和转移，并且可以使用指定的调用特征来直接调用目标元素。
当std::function对象未包裹任何实际的可调用元素，调用该std::function对象将抛出std::bad_function_call异常。

1.2 模板参数说明

• T ： 通用类型，但实际通用类型模板并没有被定义，只有当T的类型为形如Ret(Args...)的函数类型才能工作；
• Ret ：调用函数返回值的类型；
• Args：函数参数类型，对于指向成员函数的指针，第一个参数应该是指向该成员函数的引用或者对象。

2 std::function可包装的几种函数形式总结

2.1 包装普通函数和静态函数

2.1.1 非模板类型

代码示例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <memory>

using namespace std;

int Add(int a, int b)
{
        std::cout << "普通函数被调用，结果为:" << a + b << std::endl;
        return a + b;
}

static int StaticAdd(int a, int b)
{
        std::cout << "静态函数被调用，结果为:" << a + b << std::endl;
        return a + b;
}


int main()
{
        // 1 普通函数
        std::function<int(int, int)> addFunc1 = Add;
        addFunc1(1, 2);

        // 2 普通函数指针
        std::function<int(int, int)> addFunc2 = &Add;
        addFunc2(3, 4);

        // 3 静态函数
        std::function<int(int, int)> staticAddFunc1 = StaticAdd;
        staticAddFunc1(5, 6);

        // 4 静态函数指针
        std::function<int(int, int)> staticAddFunc2 = &StaticAdd;
        staticAddFunc2(7, 8);

        getchar();
        return 0;
}

2.1.2 模板类型

代码示例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <memory>

using namespace std;

template <class T>
T Add(T a, T b)
{
        std::cout << "普通模板函数被调用，结果为:" << a + b << std::endl;
        return a + b;
}

template <class T>
static T StaticAdd(T a, T b)
{
        std::cout << "静态模板函数被调用，结果为:" << a + b << std::endl;
        return a + b;
}


int main()
{
        // 1 普通函数
        std::function<int(int, int)> addFunc1 = Add<int>;
        addFunc1(1, 2);

        // 2 普通函数指针
        std::function<int(int, int)> addFunc2 = &Add<int>;
        addFunc2(3, 4);

        // 3 静态函数
        std::function<int(int, int)> staticAddFunc1 = StaticAdd<int>;
        staticAddFunc1(5, 6);

        // 4 静态函数指针
        std::function<int(int, int)> staticAddFunc2 = &StaticAdd<int>;
        staticAddFunc2(7, 8);

        getchar();
        return 0;
}

2.2 包装类成员函数和类静态函数

2.2.1 非模板类型

代码示例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <memory>

using namespace std;

class A
{
public:
        typedef std::shared_ptr<A> ptr;
        A()
        {
        };
        virtual~A()
        {

        };
public:
        int A_Add_Public(int a, int b)
        {
                std::cout << "类公有成员函数被调用，结果为：" << a + b << std::endl;
                return a + b;
        }

        static int A_Add_Static(int a, int b)
        {
                std::cout << "类静态函数被调用，结果为：" << a + b << std::endl;
                return a + b;
        }

public:
        int m_Value = 20;
};


int main()
{
        // 1 类公有成员函数
        A m_a;
        std::function<int(int, int)> addFunc1 = std::bind(&A::A_Add_Public, &m_a, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
        addFunc1(1, 2);

        // 2 类静态函数
        std::function<int(int, int)> addFunc2 = &A::A_Add_Static;
        addFunc2(1, 2);

        getchar();
        return 0;
}

2.2.2 模板类型

代码示例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <memory>

using namespace std;

class A
{
public:
        typedef std::shared_ptr<A> ptr;
        A()
        {
        };
        virtual~A()
        {

        };
public:
        template <class T>
        T A_Add_Public(T a, T b)
        {
                std::cout << "类公有模板成员函数被调用，结果为：" << a + b << std::endl;
                return a + b;
        }

        template <class T>
        static T A_Add_Static(T a, T b)
        {
                std::cout << "类静态模板函数被调用，结果为：" << a + b << std::endl;
                return a + b;
        }

public:
        int m_Value = 20;
};


int main()
{
        // 1 类公有成员函数
        A m_a;
        std::function<int(int, int)> addFunc1 = std::bind(&A::A_Add_Public<int>, &m_a, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
        addFunc1(1, 2);

        // 2 类静态函数
        std::function<int(int, int)> addFunc2 = &A::A_Add_Static<int>;
        addFunc2(1, 2);

        getchar();
        return 0;
}

2.3 包装Lambda表达式

代码示例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <memory>

using namespace std;


int main()
{
    // 1 lambda表达式
    std::function<int(int, int)> addFunc1 = [](int a, int b) ->int {
        std::cout << "lambda表达式被调用，结果为：" << a + b << std::endl;
        return a + b;
    };
    addFunc1(1, 2);

    getchar();
    return 0;
}

2.4 包装类重载操作符()函数

2.4.1 非模板类型

代码示例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <memory>

using namespace std;

class A
{
public:
        typedef std::shared_ptr<A> ptr;
        A()
        {
        };
        virtual~A()
        {

        };
public:
        int operator()(int a, int b)
        {
                std::cout << "类重载操作符（）函数被调用，结果为：" << a + b << std::endl;
                return a + b;
        }

public:
        int m_Value = 20;
};


int main()
{
        // 1 类重载操作符（）函数
        std::function<int(int, int)> addFunc1 = A();
        addFunc1(1, 2);

        getchar();
        return 0;
}

2.4.2 模板类型

代码示例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <memory>

using namespace std;

template <class T>
class A
{
public:
        typedef std::shared_ptr<A> ptr;
        A()
        {
        };
        virtual~A()
        {

        };
public:
        T operator()(T a, T b)
        {
                std::cout << "类重载操作符（）模板函数被调用，结果为：" << a + b << std::endl;
                return a + b;
        }

public:
        int m_Value = 20;
};


int main()
{
        // 1 类重载操作符（）函数
        std::function<int(int, int)> addFunc1 = A<int>();
        addFunc1(1, 2);

        getchar();
        return 0;
}

2.5 包装类共有成员变量

代码示例：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <memory>

using namespace std;

class A
{
public:
        typedef std::shared_ptr<A> ptr;
        A()
        {
        };
        virtual~A()
        {

        };
public:
        int Add()
        {
                return m_Value;
        }

public:
        int m_Value = 20;
};


int main()
{
        // 1 类共有成员变量
        std::function<int(A&)> A_Value = &A::m_Value;

        A m_a;
        std::cout << "m_a对象的成员m_Value的值为：" << A_Value(m_a) << std::endl;


        getchar();
        return 0;
}