什么时候应该存储函数的引用或指针？

Question

我有一个向量 std::functions

Using Functors = std::vector<std::function<bool(int)>>;
Functors fs;

现在，如果我想向向量添加一个函数，我会这样做：

fs.emplace_back(
    [](int v)->bool { return v > 1; }
)

我想知道当我声明 "Functors" 时，我是否应该使它指向 std::function 而不是原始的 std::function？这意味着，我将这样声明：

    Using Functors = std::vector<
     std::function<bool(int)>*
    >; // note the last &

因此当我调用emplace_back时，我只是传递一个指针而不是复制？或者 lambda 闭包是可移动的？请在这里说明一下：我什么时候应该使用对 std::function 的引用？

Answer 1

首先，引用不能是模板的参数类型，因此您需要使用指针或std::reference_wrapper代替：

std::vector<std::function<bool(int)>*>
std::vector<std::reference_wrapper<std::function<bool(int)>>>

在您的示例中，您的向量将无法保持 "references" 函数，因为您在 r 值上调用 emplace_back。所以在这里，std::vector<std::function<bool(int)>> 对我来说似乎是一个很好的解决方案。

Answer 2

只需使用 std::vector<std::function<bool(int)>>.

std::function搬家的时候几乎总是便宜的。

为了不便宜，存储的函数对象必须 (A) 很小，(B) 有一个 no-except 移动构造函数，并且 (C) 移动起来很昂贵。

有意写这样一个对象并不难，但是不小心写一个对象就难了.

现在，标准没有强制要求多小；例如，对于 MSVC，他们将其设置为一或两个 std::string 的大小。

几乎可以肯定，与在此处使用值相比，管理原始指针的开销会使您的代码更糟且性能更低。一方面是因为修复原始指针错误会耗费脑力资源，另一方面是因为在自由存储上分配对象比 std::function 将几乎所有类型按数量级移动时所进行的分配成本更高。

平均而言，如果您使用 push_back 从空填充向量，则 std::vector 中的元素将移动固定次数（通常为 1-3 次），因为内存的要求托管呈指数增长，对象仅在需要调整大小时移动。

拥抱价值语义。

Answer 3

简而言之：永远不会！
（至少当你谈论 std::function<...>* 时不是 - 见下文）

如果你真的只想存储函数，做一个函数指针向量：

std::vector<bool(*)(int)> fs;

这也适用于在您的示例中使用空捕获的 lambda，因为它们隐式转换为函数指针。

如果您想存储任意有能力的对象，std::vector<std::function<bool(int)>>; 在 99.9% 的情况下应该没问题。很简单，你不太可能犯任何错误，也是最space有效的解决方案。

如果出于某种原因你真的想在堆上创建 std:: 函数对象，那么使用 unique_ptr:

std::vector<std::unique_ptr< std::function<bool(int)> >> fs;
fs.push_back( std::make_unique< std::function<bool(int)> >( [](int){ return true;}) );

这将确保您不会忘记删除这些对象。

解释：

也许我错了，但在我看来，您似乎误解了 std::function 是什么。它不是表示本机函数的 class，而是可以包装任何可调用对象（函数、函数对象、指向成员函数的指针 - 甚至指向成员的指针）的（相当重的）class。

存储函数指针既非常高效（它们只有 4-8 个字节大，对 copy/move 来说微不足道）又安全，因为函数的地址在整个程序中都是有效的（忽略共享的动态加载）库）。
通过 std::function 的间接访问增加了显着的开销（它们的大小通常是几个指针，而 move/copy 是实际函数）但它仍然是安全的。
存储指向 std::function 的原始指针通常需要在堆上创建该对象，这会带来额外的开销，但至少移动又便宜了。然而，它伴随着原始拥有指针的常见问题。因此 std::unique_ptr 的解决方案。

When should I store reference or pointer to functions?