Wie erreicht „std::function' vielseitige Aufrufbarkeit bei konsistenter Größe?

Implementierung der std::function für vielseitige Callability

Die std::function bietet eine Möglichkeit, jede Art von Callable zu kapseln und zu speichern und gleichzeitig zu verwalten eine feste Größe. Trotz der unterschiedlichen Größe seiner Inhalte, wie z. B. Lambda-Ausdrücke, erreicht std::function diese Konsistenz durch eine Technik, die als Type-Erasure bekannt ist.

Type-Erasure for Diverse Callables

Typlöschung beinhaltet die Erstellung einer gemeinsamen Schnittstelle, die durch eine Basisklasse dargestellt wird. Im Fall von std::function definiert eine callable_base-Klasse einen virtuellen Funktionsoperator(), der von abgeleiteten Klassen für bestimmte aufrufbare Typen implementiert wird. Dieser Ansatz ermöglicht es std::function, einen Zeiger auf die Basisklasse zu speichern und so jede aufrufbare Klasse zu umschließen.

Da jede aufrufbare Klasse unterschiedliche Implementierungen haben kann, werden die abgeleiteten Klassen dynamisch erstellt, wobei std::function sie verwaltet Zuordnung innerhalb des Heaps.

Kopierverhalten und interner Zustand

Beim Kopieren von a std::function, die interne aufrufbare Entität wird kopiert und nicht geteilt. Dieses Verhalten wird im folgenden Test deutlich:

int main() {
  int value = 5;
  typedef std::function<void()> fun;
  fun f1 = [=]() mutable { std::cout << value++ << '\n'; };
  fun f2 = f1;
  f1();                    // prints 5
  fun f3 = f1;
  f2();                    // prints 5
  f3();                    // prints 6 (copy after first increment)
}

Das Inkrement nach dem ersten Aufruf von f1 wirkt sich nicht auf f2 aus, was darauf hinweist, dass f2 über eine eigene Kopie der aufrufbaren Entität verfügt.

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