std::function 與函式指標：什麼時候應該在 C 中選擇每個函式？

C 中的 std::function 與函數指標：選擇哪一個以及何時選擇？

當涉及在 C 中定義回呼函數時，您有兩個主要選項：C 風格函數指標和 std::function。這種選擇可以顯著影響程式碼的功能和效率。

C 風格函數指標

函數指標已經存在很長時間並且仍然被廣泛使用。它們提供了儲存指向函數的指標的簡單性：

void (*callbackFunc)(int);

但是，它們有一個顯著的限制：

缺乏上下文擷取：函數指標不能保留父函數的上下文（例如，捕獲的變數）。這意味著您無法輕鬆傳遞 lambda 函數或呼叫物件的成員函數作為回呼。

std::function

std::function （在 C 11 中引入）是旨在克服這些限制。它提供了一種類型安全、通用的方式來儲存和傳遞函數：

std::function< void(int) > callbackFunc;

std::function 的優點：

• Context Capture：std::function 可以捕捉父函數的上下文，從而可以使用lambda或成員函數指標。
• 儲存：std::function 可以儲存在資料成員中，使其適合回調註冊和持久函數儲存。
• 通用相容性：它適用於所有可調用對象，包括函數指針、函子和lambdas.

std::function的缺點：

• 呼叫開銷：呼叫 std::function 會產生輕微的開銷與直接函數相比的效能開銷呼叫。
• 非內聯：預設情況下，對 std::function 的呼叫不是內聯的，與直接函數呼叫不同。

範本參數

第三個選項，特別適合小型函數，是使用可呼叫物件的範本參數t ype:

template <typename CallbackFunction>
void myFunction(..., CallbackFunction && callback) {
    ...
    callback(...);
    ...
}

模板參數的優點：

• 內聯：對回呼函數的呼叫是內聯的，增強性能.
• 上下文捕獲：允許將上下文捕獲為

模板參數的缺點：

• 標頭實作要求：包含範本參數的函數必須是在標頭中實作以支援完整型別資訊。

總表

總而言之，下表概述了這些選項之間的主要區別：

Feature	Function Pointer	std::function	Template Parameter
Context Capture	No	Yes	Yes
Call Overhead	No	Yes	No
Inlining	No	No	Yes
Class Member Storage	Yes	Yes	No
C 11 Support	Yes	No	Yes
Readability	Less Readable	More Readable	Somewhat Readable

大多數情況下，除非您對函數指標或範本參數有特定要求，std::function 是首選，因為它具有靈活性、上下文擷取功能和通用相容性。

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