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Bjarne Stroustrup的主页(C++11 FAQ)中:

struct X { int foo(int); };

std::function<int(X*, int)> f;
f = &X::foo; //pointer to member

X x;
int v = f(&x, 5); //call X::foo() for x with 5

它是如何工作的?std::function如何调用foo 成员函数

模板参数是int(X*, int)&X::foo成员函数指针转换为非成员函数指针?!

(int(*)(X*, int))&X::foo //casting (int(X::*)(int) to (int(*)(X*, int))

澄清一下:我知道我们不需要转换任何指针来使用std::function,但我不知道std::function的内部如何处理成员函数指针非成员函数之间的这种不兼容性指针。我不知道标准如何允许我们实现std::function之类的东西!

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在从其他答案和评论中获得帮助并阅读 GCC 源代码和 C++11 标准后,我发现可以通过使用部分模板特化函数重载来解析函数类型(其返回类型及其参数类型) 。

以下是一个简单(且不完整)的示例,用于实现以下内容std::function

template<class T> class Function { };

// Parse the function type
template<class Res, class Obj, class... ArgTypes>
class Function<Res (Obj*, ArgTypes...)> {
    union Pointers {
        Res (*func)(Obj*, ArgTypes...);
        Res (Obj::*mem_func)(ArgTypes...);
    };

    typedef Res Callback(Pointers&, Obj&, ArgTypes...);

    Pointers ptrs;
    Callback* callback;

    static Res call_func(Pointers& ptrs, Obj& obj, ArgTypes... args) {
        return (*ptrs.func)(&obj, args...);
    }

    static Res call_mem_func(Pointers& ptrs, Obj& obj, ArgTypes... args) {
        return (obj.*(ptrs.mem_func))(args...);
    }

  public:

    Function() : callback(0) { }

    // Parse the function type
    Function(Res (*func)(Obj*, ArgTypes...)) {
        ptrs.func = func;
        callback = &call_func;
    }

    // Parse the function type
    Function(Res (Obj::*mem_func)(ArgTypes...)) {
        ptrs.mem_func = mem_func;
        callback = &call_mem_func;
    }

    Function(const Function& function) {
        ptrs = function.ptrs;
        callback = function.callback;
    }

    Function& operator=(const Function& function) {
        ptrs = function.ptrs;
        callback = function.callback;
        return *this;
    }

    Res operator()(Obj& obj, ArgTypes... args) {
        if(callback == 0) throw 0; // throw an exception
        return (*callback)(ptrs, obj, args...);
    }
};

用法:

#include <iostream>

struct Funny {
    void print(int i) {
        std::cout << "void (Funny::*)(int): " << i << std::endl;
    }
};

void print(Funny* funny, int i) {
    std::cout << "void (*)(Funny*, int): " << i << std::endl;
}

int main(int argc, char** argv) {
    Funny funny;
    Function<void(Funny*, int)> wmw;

    wmw = &Funny::print; // void (Funny::*)(int)
    wmw(funny, 10); // void (Funny::*)(int)

    wmw = &print; // void (*)(Funny*, int)
    wmw(funny, 8); // void (*)(Funny*, int)

    return 0;
}
于 2010-08-21T01:27:30.463 回答
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它是如何做到的(我相信)未定义(但我这里没有标准的副本)。

但考虑到需要涵盖的所有不同可能性,我觉得破译其工作原理的确切定义非常困难:所以我不打算尝试。

但我想你想知道函子是如何工作的,而且它们相对简单。所以这里是一个简单的例子。

函子:

这些是像函数一样工作的对象。
它们在模板代码中非常有用,因为它们通常允许您互换使用对象或函数。不过,函子的伟大之处在于它们可以保持状态(一种穷人的闭包)。

struct X
{
     int operator()(int x) { return doStuff(x+1);}
     int doStuff(int x)    { return x+1;}
};

X   x;  // You can now use x like a function
int  a = x(5);

您可以使用函子保持状态这一事实来保存诸如参数或对象或指向成员方法的指针(或其任何组合)之类的东西。

struct Y // Hold a member function pointer
{
    int (X::*member)(int x);
    int operator(X* obj, int param) { return (obj->*member)(param);}
};
X  x;
Y  y;
y.member = &X::doStuff;
int a = y(&x,5);

甚至更进一步,绑定参数。所以现在您需要提供的只是参数之一。

struct Z
{
    int (X::*member)(int x);
    int  param;
    Z(int (X::*m)(int), int p) : member(m), param(p) {}

    int operator()(X* obj)  { return (obj->*member)(param);}
    int operator()(X& obj)  { return (obj.*member)(param);}
};

Z z(&X::doStuff,5);

X x;
int a = z(x);
于 2010-08-20T21:16:53.563 回答
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回答标题中的问题。使用的参数std::function是一个很好的技巧,可以将许多类型参数作为单个模板参数传递。这些参数是参数类型和函数的返回类型。

事实证明,它std::function试图对一般函子进行类型擦除,但这只是巧合。

事实上,曾几何时,有些编译器不接受这种技巧,而boost::function前身有一种可移植的语法,所有参数都可以通过它单独传递:

首选语法

boost::function<void(int*, int, int&, float&)> sum_avg;

可移植语法

boost::function4<void, int*, int, int&, float&> sum_avg;

https://www.boost.org/doc/libs/1_68_0/doc/html/function/tutorial.html#id-1.3.16.5.4

这就是模板参数的std::function工作方式,最后它只是一个技巧,让很多参数看起来像一个函数调用。指向该类型函数的函数指针不一定包含在类中。

于 2018-11-12T05:16:39.257 回答
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g++ 似乎有一个联合,它可以保留可能指向函子的函数指针、成员指针或 void 指针。添加重载,适当地标记哪个联合成员是有效的并且重铸到汤中,然后它可以工作......

于 2010-08-20T21:34:14.777 回答
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它们不是函数指针。这就是 std::function 存在的目的。它包装了你给它的任何可调用类型。您应该查看 boost::bind - 它通常用于使成员函数指针可调用为 (this, args)。

于 2010-08-20T21:11:41.340 回答