在 C 中什麼時候應該選擇 `std::function` 而不是函數指標？

std::函數與函數指標：綜合分析

簡介

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中，在實現回調函數時使用函數指標和std::function 之間的選擇可能會引起爭論。本文旨在全面分析這兩種方法的優缺點，以幫助開發人員做出明智的決策。

函數指標：上下文限制

傳統函數指標C 缺乏捕捉上下文變數的能力。當將 lambda 函數作為需要存取外部資料的回調傳遞時，這可能會出現問題。此外，使用函數指標呼叫物件的資料成員是不可能的，因為需要擷取 this 指標。

std::function：上下文彈性

std ::function 在 C 11 中引入，克服了函數指標的上下文限制。它允許捕獲上下文變數並支援將 lambda 作為回調傳遞。這使得它成為保留上下文至關重要的場景的理想選擇。

效能注意事項

std::function 在呼叫時會引入少量開銷，因為需要取消引用底層函數指標。雖然這種開銷通常可以忽略不計，但在效能高度關鍵的情況下，它可能是一個問題。另一方面，函數指標沒有這樣的開銷，但它們的效能可能會因編譯器和最佳化設定而異。

模板參數：特定於類型的優勢

函數指標和 std::function 的替代方法是使用模板參數。這允許外部函數接受任何可調用對象，包括函數指針、函子和 lambda。雖然這種方法提供了特定於類型的好處，但它需要在頭文件中實現外部函數，並且可能會導致可讀性降低。

比較表

Feature	Function Pointer	std::function	Template Parameter
Context Capture	No	Yes	Yes
Call Overhead	No	Yes	No
Inline Potential	No	No	Yes
Class Member Storage	Yes	Yes	No
Header Implementation	Yes	Yes	No
C 11 Support	Yes	No	Yes
Readability	No	Yes	(Yes)

以下表格總結了函數指標、std::function 和範本參數之間的主要差異：

結論

總的來說，std::function 因其靈活性和易用性而成為大多數回調場景的首選。它在性能和便利性之間取得了平衡。對於不需要上下文擷取的應用程式或在 std::function 的開銷不可接受的效能關鍵情況下，函數指標仍然具有優勢。模板參數提供了終極的靈活性，但也存在基於標頭實現的缺點。

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