std::function vs. Funktionszeiger: Wann sollten Sie beide auswählen?

std::function vs. Funktionszeiger in C: Die beste Wahl treffen

In C kommt es bei der Implementierung von Callback-Funktionen oft zur Auswahl entsteht zwischen der Verwendung des Funktionszeigers im C-Stil oder std::function. Beide Ansätze haben ihre Vor- und Nachteile, aber in den meisten Fällen ist std::function die bessere Option.

Funktionszeiger: Begrenzte Funktionalität

Funktionszeiger, wie am Beispiel dargestellt durch den folgenden Code haben eine grundlegende Einschränkung:

void (*callbackFunc)(int);

Sie können keine Kontextvariablen erfassen, was es unmöglich macht, Lambda-Funktionen zu übergeben, die darauf basieren solche Variablen oder rufen nicht statische Objektdatenelemente auf.

std::function: Vielseitig und effizient

Im Gegensatz dazu std::function (eingeführt in C 11) ermöglicht die Speicherung und Nutzung von Funktionen beliebiger Art. Es bietet folgende Vorteile:

• Erfassung von Kontextvariablen:Lambda-Funktionen und nicht-statische Objektdatenelemente können als Rückrufe übergeben werden.
• Nein Speicheraufwand: std::function ist zum Speichern von Rückrufen konzipiert, was beim Speichern im Unterricht nützlich sein kann Mitglieder.
• Geringer Overhead bei Funktionsaufrufen: std::function verursacht einen kleinen Overhead bei Funktionsaufrufen, der jedoch in den meisten Fällen vernachlässigbar ist.
• Lesbar und praktisch: std::function fördert konsistenten und lesbaren Code und minimiert den Bedarf an Sorgfalt Entscheidungsfindung.

Vorlagenparameter: Eine Alternative

In manchen Fällen kann die Verwendung eines Vorlagenparameters als aufrufbares Objekt sinnvoll sein vorteilhaft. Es ermöglicht die Übergabe jedes aufrufbaren Objekts (Funktionszeiger, Funktor, Lambda, std::function usw.) als Parameter. Es gibt jedoch einige Nachteile:

• Header-basierte Implementierung: Die äußere Funktion wird zu einer Vorlage und muss im Header implementiert werden.
• Kann nicht in Klassenmitgliedern gespeichert werden: Vorlagenparameter können nicht als Mitglieder in gespeichert werden Klassen.

Zusammenfassung des Vergleichs

In der folgenden Tabelle werden die Stärken und Schwächen der einzelnen Ansätze verglichen:

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)

Fazit

Zusammenfassend ist std::function im Allgemeinen die empfohlene Wahl für die Implementierung von Callback-Funktionen in C und bietet Vielseitigkeit, Komfort und minimalen Overhead. Funktionszeiger bleiben für bestimmte Anforderungen nützlich, z. B. eine Implementierung ohne Header oder wenn strenge Leistungsanforderungen bestehen. Wenn Flexibilität Priorität hat, kann die Betrachtung eines Vorlagenparameters als aufrufbares Objekt eine praktikable Option sein.

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