儘管包裝了不同大小的可呼叫對象，但「std::function」如何實現固定大小？

如何實現std::function：類型擦除和堆分配

std::function 的一個關鍵實現細節是它的能力包裝任何可調用對象，包括lambda 表達式。雖然 lambda 的大小不同，但 std::function 保持固定大小。這是透過一種稱為類型擦除的技術來實現的。

舉一個 std::function 的簡化範例：

struct callable_base {
  virtual int operator()(double d) = 0;
  virtual ~callable_base() {}
};

template <typename F>
struct callable : callable_base {
  F functor;
  callable(F functor) : functor(functor) {}
  virtual int operator()(double d) { return functor(d); }
};

這裡，std::function 成立一個 unique_ptr 到一個基本的 callable_base 類型。對於所使用的每個唯一函子，派生類型可呼叫在堆上動態建立和實例化。這確保了 std::function 物件保持恆定的大小，同時允許它包裝任何可呼叫物件。

std::function 的副本會觸發內部可呼叫物件的副本，而不是共享狀態。從可變捕獲變數的值遞增的測試中可以明顯看出這一點：

int value = 5;
std::function<void()> f1 = [=]() mutable { std::cout << value++ << '\n'; };
std::function<void()> f2 = f1;
// Prints 5
f1();
// Prints 5 (copy of mutable state)
f2();

因此，std::function 使用類型擦除和堆分配有效地包裝不同大小的可調用物件。堆分配用於根據包裝的可呼叫實例化動態類型，確保 std::function 本身的固定大小。

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