作为模板参数与参数传递的 C++ 函数

Question

在 C++ 中，有两种方法可以将一个函数传递给另一个看起来等价的函数。

#include <iostream>

int add1(int i){ return i+1; }
int add2(int i){ return i+2; }

template <int (*T)(int) >
void doTemplate(int i){
    std::cout << "Do Template: " << T(i) << "\n";
}

void doParam(int i, int (*f)(int)){
    std::cout << "Do Param: " << f(i) << "\n";
}

int main(){
    doTemplate<add1>(0);
    doTemplate<add2>(0);

    doParam(0, add1);
    doParam(0, add2);
}

doTemplate 接受一个函数作为模板参数，而 doParam 接受它作为一个函数指针，它们似乎都给出相同的结果。

使用每种方法之间的权衡是什么？

Answer 1

基于模板的版本允许编译器内联调用，因为函数的地址在编译时是已知的。显然，缺点是函数的地址必须在编译时已知(因为您将它用作模板参数)，有时这可能是不可能的。

这将我们带到第二种情况，函数指针可能仅在运行时确定，因此编译器无法执行内联，但让您可以灵活地在运行时确定函数被称为:

bool runtimeBooleanExpr = /* ... */;
doParam(0, runtimeBooleanExpr ? add1 : add2);

但是请注意，还有第三种方式:

template<typename F>
void doParam(int i, F f){
    std::cout << "Do Param: " << f(i) << "\n";
}

这为您提供了更大的灵 active ，并且仍然具有在编译时知道将调用什么函数的优势:

doParam(0, add1);
doParam(0, add2);

而且它还允许传递任何可调用对象而不是函数指针:

doParam(0, my_functor());

int fortyTwo = 42;
doParam(0, [=] (int i) { return i + fortyTwo; /* or whatever... */ }

为了完整性，还有第四种方式，使用std::function:

void doParam(int x, std::function<int(int)> f);

它具有相同级别的通用性(因为您可以传递任何可调用对象)，但也允许您在运行时确定可调用对象 - 很可能会带来性能损失，因为(再一次)内联变得不可能对于编译器。

有关最后两个选项的进一步讨论，另请参阅 this Q&A on StackOverflow .