C++中function的实现原理详解

时间:2022-12-09 Hello_Bugs 人气:0

前言

类模版std::function是一种通用、多态的函数封装。std::function的实例可以对任何可以调用的目标实体进行存储、复制、和调用操作，这些目标实体包括普通函数、Lambda表达式、函数指针、以及其它函数对象等。std::function对象是对C++中现有的可调用实体的一种类型安全的包裹（我们知道像函数指针这类可调用实体，是类型不安全的）。

通常std::function是一个函数对象类，它包装其它任意的函数对象，被包装的函数对象具有类型为T1, …,TN的N个参数，并且返回一个可转换到R类型的值。std::function使用模板转换构造函数接收被包装的函数对象；特别是，闭包类型可以隐式地转换为std::function

自己实现function

#include &lt;iostream&gt;
#include &lt;string&gt;
using namespace std;

template&lt;typename T&gt;
class MyFunction3 {

};

template&lt;typename Ty, typename A1&gt;
class MyFunction3&lt;Ty(A1)&gt; {

public:
	typedef Ty(*pFunction)(A1);//定义一个函数指针,指针指向的函数返回类型是Ty,有1个函数参数
	MyFunction3&lt;Ty(A1)&gt;(pFunction _pFunction) : _function(_pFunction) {
	}

	Ty operator()(A1 arg1) {
		return (*_function)(arg1);
	}

private:
	pFunction _function;
};


template&lt;typename Ty,typename A1,typename A2&gt;
class MyFunction3&lt;Ty(A1,A2)&gt; {

public:

	typedef Ty(*pFunction)(A1, A2);//定义一个函数指针,指针指向的函数返回类型是Ty,有两个函数参数
	MyFunction3&lt;Ty(A1, A2)&gt;(pFunction _pFunction):_function(_pFunction) {
	}
    
	Ty operator()(A1 arg1, A2 arg2) {
		return (*_function)(arg1, arg2);
	}

private:
	pFunction _function;
};


void showMes(string mes) {
	cout &lt;&lt; "showMes(string mes)=" &lt;&lt; mes &lt;&lt; endl;
}


int sum1(int x, int y) {
	cout &lt;&lt; "sum1 "&lt;&lt;(x+y) &lt;&lt; endl;
	return x + y;
}
int sum2(int x, int y) {
	cout &lt;&lt; "sum2 " &lt;&lt; (x + y) &lt;&lt; endl;
	return x + y;
}

int main() {

	MyFunction3&lt;int(int, int)&gt; f1(sum1);
	f1(20,30);


	MyFunction3&lt;void(string)&gt; f2(showMes);
	f2("AAAA");

	system("pause");
	return 0;
}

上面代码我们实现了两个模板的部分特例化

class MyFunction3<Ty(A1)> 一个函数参数的
class MyFunction3<Ty(A1,A2)> 两个函数参数的

所以问题来了...三个参数,四个参数，五个参数等若干个参数的怎么办?

可以使用C++11 可变参数类型, 具体如下

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

template<typename T>
class MyFunction4 {

};


template<typename R , typename... A >
class MyFunction4<R(A...)> {

public:
	typedef R(*PFUNCTION)(A...);

	MyFunction4<R(A...)>(PFUNCTION _p) : function(_p) {}

	R operator()(A... arg) {
		return (*function)(arg...);
	}

private:

	PFUNCTION function;
};


void showMes1(string mes) {
	cout << "showMes(string mes)=" << mes << endl;
}

int sum11(int x, int y) {
	cout << "sum11 " << (x + y) << endl;
	return x + y;
}
int sum21(int x, int y) {
	cout << "sum21 " << (x + y) << endl;
	return x + y;
}

int main() {

	MyFunction4<int(int, int)> f1(sum11);
	f1(20, 30);


	MyFunction4<void(string)> f2(showMes1);
	f2("AAAA");

	system("pause");
	return 0;
}

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