std::function 与函数指针：什么时候应该选择每个？

C 中的 std::function 与函数指针：做出最佳选择

在 C 中，实现回调函数时，经常会选择出现在使用 C 风格函数指针或 std::function 之间。两种方法各有优缺点，但在大多数情况下，std::function 是更好的选择。

函数指针：有限功能

函数指针，如图所示通过以下代码，有一个基本限制：

void (*callbackFunc)(int);

它们无法捕获上下文变量，从而无法传递依赖于此类变量的 lambda 函数或调用非静态对象数据成员。

std::function：多功能且高效

相比之下，std::function（在 C 11 中引入）允许存储和使用任意类型的函数。它具有以下优点：

• 上下文变量捕获：Lambda 函数和非静态对象数据成员可以作为回调传递。
• 否存储开销： std::function 设计用于存储回调，这在将回调存储在类成员中时可能很有用。
• 函数调用中的少量开销： std::function 产生函数调用的开销很小，但在大多数情况下可以忽略不计。
• 可读且方便： std::function 促进代码的一致性和可读性，最大限度地减少仔细决策的需要。

模板参数：替代方案

在某些情况下，使用模板参数作为可调用对象可能会很有用。它允许任何可调用对象（函数指针、函子、lambda、std::function 等）作为参数传递。但是，也有一些缺点：

• 基于标头的实现：外部函数成为模板，必须在标头中实现。
• 不能存储在类成员中： 模板参数不能存储为类成员。

比较摘要

下表比较了每种方法的优点和缺点：

Feature	Function Pointer	std::function	Template Parameter
Context variable capture	No¹	Yes	Yes
Call overhead	No	No	Yes
Inlining potential	No	No	Yes
Class member storage	Yes	Yes	No²
Header implementation	Yes	Yes	No
C 11 support	Yes	No³	Yes
Readability	No	Yes	(Yes)

结论

总之，std::function 通常是在 C 中实现回调函数的推荐选择，它提供了多功能性、便利性和最小的开销。函数指针对于特定需求仍然有用，例如无标头实现或有严格的性能要求时。如果灵活性是优先考虑的，那么将模板参数视为可调用对象可能是一个可行的选择。

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