在 C 中什么时候应该选择 `std::function` 而不是函数指针？

std::函数与函数指针：综合分析

简介

中C 中，在实现回调函数时使用函数指针和 std::function 之间的选择可能会引起争论。本文旨在全面分析这两种方法的优缺点，以帮助开发人员做出明智的决策。

函数指针：上下文限制

传统函数指针C 缺乏捕获上下文变量的能力。当将 lambda 函数作为需要访问外部数据的回调传递时，这可能会出现问题。此外，使用函数指针调用对象的数据成员是不可能的，因为需要捕获 this 指针。

std::function：上下文灵活性

std ::function 在 C 11 中引入，克服了函数指针的上下文限制。它允许捕获上下文变量并支持将 lambda 作为回调传递。这使得它成为保留上下文至关重要的场景的理想选择。

性能注意事项

std::function 在调用时会引入少量开销，因为需要取消引用底层函数指针。虽然这种开销通常可以忽略不计，但在性能高度关键的情况下，它可能是一个问题。另一方面，函数指针没有这样的开销，但它们的性能可能会因编译器和优化设置而异。

模板参数：特定于类型的优势

函数指针和 std::function 的替代方法是使用模板参数。这允许外部函数接受任何可调用对象，包括函数指针、函子和 lambda。虽然这种方法提供了特定于类型的好处，但它需要在头文件中实现外部函数，并且可能会导致可读性降低。

比较表

以下表总结了函数指针、std::function 和模板参数之间的主要区别：

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)

结论

总的来说，std::function 因其灵活性和易用性而成为大多数回调场景的首选。它在性能和便利性之间取得了平衡。对于不需要上下文捕获的应用程序或在 std::function 的开销不可接受的性能关键情况下，函数指针仍然具有优势。模板参数提供了终极的灵活性，但也存在基于标头实现的缺点。

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