儘管處理可變大小的 Lambda 表達式，std::function 如何保持固定大小？

探索std::function 的實現

在lambda 表達式的世界中，大小的概念變得流動，因為它們是本質上包裝在具有可變大小參考的類別中。然而，std::function 需要固定的大小。這就引出了一個問題：這是如何協調的？

答案在於類型擦除。讓我們設想一個簡化的實作：

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); }
};
class function_int_double {
   std::unique_ptr<callable_base> c;
public:
   template <typename F>
   function(F f) {
      c.reset(new callable<F>(f));
   }
   int operator()(double d) { return c(d); }
};

在這個簡單的方法中，std::function 儲存指向基底類別的唯一指標。對於每個不同的函子，都會建立一個派生類型並動態實例化。因此，std::function 的大小保持不變，同時在堆上容納一系列函子。

最佳化技術進一步完善了此方案，使用小物件最佳化、避免間接等。然而，從概念上講，核心思想保持不變。

關於 std::function 的副本，實驗證據顯示可呼叫物件的獨立副本。一個人為的範例：

int main() {
   int value = 5;
   typedef std::function<void()> fun;
   fun f1 = [=]() mutable { std::cout << value++ << '\n' };
   fun f2 = f1;
   f1(); // prints 5
   fun f3 = f1;
   f2(); // prints 5
   f3(); // prints 6 (copy after first increment)
}

輸出表示隔離副本而不是共用狀態，因為不同的呼叫獨立地增加值。

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